联合调控Shh和Wnt/β-catenin信号通路促进小鼠耳蜗毛细胞再生的作用及其机制研究
批准号:
81771010
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
陈岩
依托单位:
学科分类:
听觉异常与平衡障碍
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
李文妍、郭荦、倪文力、张彦平、赵丽萍、李雯、赖垂金、鲁小玲、吴灵捷
中文摘要
哺乳动物耳蜗毛细胞不能自发再生,一旦毛细胞丢失将造成永久性耳聋。激活耳蜗毛细胞再生是治疗感音神经性聋的理想途径。Shh和Wnt/β-catenin信号在胚胎期内耳前体细胞的增殖、分化和命运决定过程中发挥重要作用。毛细胞损伤后在新生小鼠耳蜗支持细胞中单上调Wnt/β-catenin信号能够促进前体细胞增殖,但增殖细胞分化为毛细胞的比例很低;而单上调Shh信号时虽然增殖细胞较少,但增殖细胞分化为毛细胞的比例较高。本项目拟在前期工作基础上,借助Shh和Wnt/β-catenin信号条件性基因高表达小鼠,结合Shh和Wnt信号的激动剂和抑制剂,研究联合调控Shh和Wnt/β-catenin信号对新生小鼠内耳前体细胞和耳蜗毛细胞再生的作用。拟采用高通量测序方法分析耳蜗前体细胞基因表达水平,阐明联合调控Shh和Wnt/β-catenin信号促进毛细胞再生的机制,为感音神经性耳聋的防治提供实验依据。
英文摘要
Unlike lower vertebrates, mammalian cochlear hair cells cannot regenerate spontaneously after damage, although the vestibular system maintains limited hair cell regeneration capacity. As a result, hair cell loss is the major cause of permanent sensorineural hearing loss. In situ cochlear hair cell regeneration should be explored as one of the main approaches to restore hearing that is lost due to hair cell loss. Shh and Wnt/β-catenin signaling play important roles in the proliferation, differentiation, and cell fate decision of embryonic inner ear progenitor cells. Our in vitro experiment study showed that Shh could effectively promote the proliferation and differentiation of mouse neonatal Lgr5 positive progenitor cells. Up-regulation of Wnt/beta-catenin signal in mouse neonatal cochlear support cells could promote precursor cells to proliferate, but a very low proportion of the proliferating cells differentiated into hair cells, and while up-regulation of Shh signaling induced few proliferating cells, but the higher percentage of proliferating cells differentiated into hair cells. In this project, we aim to explore whether co-regulation of Shh and Wnt signaling could promote cochlear hair cell regeneration by using transgenic mice, agonists, and antagonists of Shh and Wnt/β-catenin signaling. The mechanism of hair cell regeneration and the interaction of Shh and Wnt signaling will also be investigated. This study has important scientific value and application prospect for the treatment of sensorineural hearing loss by providing experimental evidence.
本项目在前期工作基础上,借助Shh和Wnt/β-catenin信号条件性基因高表达小鼠,结合Shh和Wnt信号的激动剂和抑制剂,研究联合调控Shh和Wnt/β-catenin信号对新生小鼠内耳前体细胞和耳蜗毛细胞再生的作用。研究结果显示:1)在内耳前体细胞球成球和分化实验中,shh 信号能够促进wnt诱导的增殖的Lgr5+细胞分化为毛细胞。2)在新霉素损伤后的耳蜗感觉上皮中,相对于Wnt或Hedgehog单上调组,同时上调Wnt和Hedgehog信号促进了支持细胞增殖,并且增殖细胞分化为毛细胞的比例显著增加,表明联合调控Shh和Wnt/β-catenin 信号能够激活耳蜗支持细胞增殖和促进毛细胞分化。此外,我们对Atoh1诱导的新生毛细胞与原有毛细胞的转录组差异进行分析研究,发现新生毛细胞不能成熟这种现象可能与毛细胞成熟因子(如Gfi1)缺乏有关。我们通过联合调控Gfi1、Pou4f3和Atoh1在耳蜗支持细胞中的表达,提高了支持细胞转分化为耳蜗毛细胞的效率,并促进了新生毛细胞走向成熟。这些研究成果为临床上感音神经性耳聋的治疗提供了新颖的治疗策略和坚实的实验依据。.在本项目的支持下,发表SCI论文7篇,其中影响因子大于5的2篇。申请人和项目组成员的研究成果“基因重编程策略调控内耳干细胞增殖与分化”获得1项教育部自然科学奖一等奖(2020)。
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Unidirectional and stage-dependent roles of Notch1 in Wnt-responsive Lgr5+ cells during mouse inner ear development
在小鼠内耳发育过程中,Notch1 在 Wnt 反应性 Lgr5( ) 细胞中的单向和阶段依赖性作用。
DOI:
10.1007/s11684-019-0703-y
发表时间:
2019-12-01
期刊:
FRONTIERS OF MEDICINE
影响因子:
8.1
作者:
[Jiang, Hui, Zeng, Shan, Li, Wenyan]
通讯作者:
Li, Wenyan
Characterization of the transcriptomes of Atoh1-induced hair cells in the mouse cochlea
Atoh1 诱导的小鼠耳蜗毛细胞转录组的表征
DOI:
--
发表时间:
2020
期刊:
Am J Stem Cells
影响因子:
--
作者:
[Liman Liu, Liping Zhao, Lingjie Wu, Luo Guo, Wenyan Li, Yan Chen]
通讯作者:
Yan Chen
DOI:
10.1155/2021/4784385
发表时间:
2021
期刊:
Neural plasticity
影响因子:
3.1
作者:
[Mao H, Chen Y]
通讯作者:
Chen Y
DOI:
--
发表时间:
2016
期刊:
Arch Virol
影响因子:
作者:
[Sheng xiangxiang, DING CHAN, MAO XIANG]
通讯作者:
MAO XIANG
Apigenin alleviates neomycin-induced oxidative damage via the Nrf2 signaling pathway in cochlear hair cells
芹菜素通过 Nrf2 信号通路减轻耳蜗毛细胞中新霉素诱导的氧化损伤
DOI:
10.1007/s11684-021-0864-3
发表时间:
2021-12
期刊:
Frontiers of medicine
影响因子:
8.1
作者:
[Gaogan Jia, Huanyu Mao, Yanping Zhang, Yusu Ni, Yan Chen]
通讯作者:
Yan Chen
共 6 条
下调Smoothened信号通过调控耳蜗毛细胞铁死亡发挥听力保护的作用及机制
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:陈岩
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依托单位:
联合调控Gfi1、Pou4f3和Atoh1促进成年小鼠耳蜗毛细胞再生和功能成熟
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批准号:82071049
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项目类别:面上项目
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资助金额:54.0万元
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批准年份:2020
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负责人:陈岩
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依托单位:
调控Wnt/β-catenin信号通路对耳蜗毛细胞保护作用及其机制研究
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批准号:81570911
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2015
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负责人:陈岩
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依托单位:
转染Bmi-1促进成年哺乳动物耳蜗毛细胞再生
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批准号:81100709
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2011
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负责人:陈岩
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依托单位:
国内基金
海外基金