基于多组学数据整合的衰老关键调节因子挖掘及其作用机制研究
批准号:
32071160
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王旭
依托单位:
学科分类:
衰老与生物节律
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王旭
中文摘要
深入解析衰老的调节机制对于延缓衰老和预防老年多发疾病具有重要意义。尽管以往研究鉴定了一些衰老相关基因,然而组织特异性衰老调节机制以及可用于临床转化的关键衰老调节因子还有待发掘。此外由于衰老是受多种因素调节的复杂过程,这大大增加了衰老研究的难度。针对这些问题,本项目拟用整合分析的方法,跨越五种小鼠组织(肝脏、心脏、骨骼肌、肾脏和大脑)比较衰老过程中表观遗传学修饰(DNA甲基化和三种组蛋白修饰)和基因表达(转录组和蛋白质组)的变化从而构建衰老的多维调节网络。通过将网络节点因子与人群衰老表型进行关联分析,挖掘调节衰老的关键因子。初步研究鉴定到ZIC1, CXXC1, ETS2, MECP2等转录因子并将继续对其作用机制开展研究,此外还发现并将揭示tRNA合成酶 (ARS) 和赖氨酸乙酰基转移酶 (KAT) 调节衰老的机制。综上,本研究有助于阐明衰老的多维调节机制并为人类抗衰老研究提供新的靶点。
英文摘要
A better understanding of the molecular mechanisms that regulate aging is invaluable for delaying the aging process and alleviation of aging-related diseases. Although a number of aging-related genes have been described, it is still to be discovered as for the tissue specific regulation of aging and key aging regulatory factors that are easily amenable for clinical translation into humans. To solve these issues, we plan to carry out an integrative analysis of epigenetic modifications including DNA methylation and 3 kinds of histone modifications, as well as changes of transcriptome and proteome, across 5 tissues including liver, heart, skeletal muscle, kidney, and brain from young and aged mice. We will explore regulatory footprints of aging to construct regulatory networks of aging across multiple molecular layers and extract promising aging regulators, which will be validated by association studies using aging-related traits from human populations. Preliminary studies have identified some key aging regulators including ZIC1, CXXC1, ETS2, MECP2 as candidates for further dissection of their roles in aging. Also, we discovered aminoacyl-tRNA synthetases (ARS) and lysine (K) acetyl transferases (KAT) as aging regulators and will further uncover the mechanisms. Taken together, results from this project will reveal regulatory mechanisms of aging at multiple molecular levels and provide novel anti-aging targets for clinical transformation.
为了深入解析衰老的调控机制,特别是揭示组织特异性和跨物种保守的衰老决定因子,我们以6个月和24个月的C57BL/6J小鼠为研究对象,在小鼠肝脏、心脏、骨骼肌(四头肌)、肾脏、大脑等代谢旺盛且易受衰老影响的组织中比较衰老过程中基因表达(转录组和蛋白质组)以及代谢物(代谢组)的变化。在获得不同组织多组学数据的基础上,通过分析每个分子层面的特征并构建层面之间的互作网络鉴定调节衰老的关键因子。. 我们使用机器学习方法分组别进行数据描述并建立初步模型,筛选出能够准确预测小鼠衰老的重要变量。通过统计方法从分子层面上揭示在各组织衰老过程中起到重要作用的生物过程和生物作用机制。研究发现不同组织有不同比例的差异代谢物。肝脏和肾脏作为重要代谢器官,在衰老过程中有更多代谢物发生显著变化。在心脏、大脑和肌肉组织中差异代谢物的占比更小。通过KEGG代谢通路富集分析,发现各组织在衰老时富集的代谢通路有很大不同。应用Lasso模型和Ridge Regression回归模型,磷脂类代谢物LPS18:1被发现同时在大脑和肝脏中对预测衰老起到重要作用,而免疫球蛋白Immunoglobulin heavy constant gamma 2B在五种组织中均对预测提供显著作用,因此二者可以作为预测不同组织和器官衰老的重要生物标志物。. 在跨物种的衰老机制研究方面,通过系统生物学和遗传学研究,我们发现线粒体与细胞核间信号转导和线粒体蛋白质质量控制系统 (mtPQC) 均在植物的衰老过程中被活化,证实了线粒体稳态在植物衰老调控中起到重要作用。通过对3个物种中参与衰老的mtPQC基因进行转录因子结合motif富集分析,鉴定到NACs, WRKYs, bZIPs, ERFs等多个转录因子家族参与mtPQC基因的转录调节。同时,研究还发现了茉莉酸通过COI1-MYC2-ERF109模块介导线粒体与细胞核互作,通过调节线粒体稳态来影响植物发育和衰老。以上研究结果丰富了我们对衰老发生和调控的认识,有助于阐明衰老的多维调节机制并为抗衰老研究提供新的靶点。
新型电力系统建设背景下超大城市虚拟电厂前瞻布局与发展路径研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2023
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负责人:王旭
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依托单位:
多重不确定性环境下考虑分布式资源聚合调控的配电网优化运行方法
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批准号:82272815
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项目类别:面上项目
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资助金额:54万元
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批准年份:2022
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负责人:王旭
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依托单位:
磷酸化-泛素化联动修饰的KDM6A调控头颈鳞癌细胞糖酵解途径的代谢重编程作用及机制研究
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批准号:--
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项目类别:--
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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:王旭
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依托单位:
运用多组学方法跨物种解析线粒体信号转导和表观遗传互作调节衰老的分子机理
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批准号:32161133021
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:300万元
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批准年份:2021
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负责人:王旭
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依托单位:
头颈鳞癌中胆固醇合成代谢重编程影响癌蛋白EZH2抑制剂敏感性的机制研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:55万元
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批准年份:2020
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负责人:王旭
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依托单位:
头颈鳞癌中胆固醇合成代谢重编程影响癌蛋白EZH2抑制剂敏感性的机制研究
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批准号:82073384
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2020
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负责人:王旭
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依托单位:
极端天气下多阶段主动配电网弹性评估与提升方法研究
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批准号:51907120
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2019
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负责人:王旭
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依托单位:
头颈鳞癌中甲基转移酶EZH2催化STAT1蛋白甲基化促进PD-L1表达和功能的机制研究
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批准号:81772886
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:王旭
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依托单位:
新型肿瘤抑制剂Compound 2靶向降解癌性蛋白EZH2作用及机制研究
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批准号:81572646
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2015
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负责人:王旭
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依托单位:
藤黄酸激活泛素连接酶CHIP逆转ABCB1介导的上皮源性肿瘤多药耐药性研究
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批准号:81201715
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2012
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负责人:王旭
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依托单位:
国内基金
海外基金