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核纤层蛋白LaminA/C突变介导的Rb/E2F1信号通路异常引起家族性房室传导阻滞的分子机制研究

批准号:
81700222
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
戴礼猛
学科分类:
循环系统
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐小峰、李华康、何超、张坤、官兴颖、蒋周芩、吴园园、梁燕

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项目成果

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中文摘要
核纤层蛋白LaminA/C由LMNA基因编码,参与组成核膜的核纤层结构,可介导胞内信号转导,突变后会引起家族性房室传导阻滞等心脏病,但致病机制不清。课题组前期在房室传导阻滞家系中鉴定了LMNA基因新突变p.W520R,预实验提示该突变蛋白可能通过干扰Lamin A/C介导的Rb/E2F1信号通路,引起下游KCNK1等一群离子通道基因表达下调,进而导致心肌细胞电活动异常,引发房室传导阻滞疾病发生。本项目拟针对该信号通路,基于病人自身来源诱导性多能干细胞(iPSC),诱导分化获取心肌细胞,并结合心肌细胞株AC16及HCM,运用分子生物学及干细胞技术,着重阐明p.W520R突变通过LaminA/C介导的Rb/E2F1信号通路下调KCNK1离子通道基因的详细分子机制,并结合膜片钳分析突变蛋白对心肌细胞电活动的影响效应,探讨LMNA基因突变引起家族性房室传导阻滞的新机制,探索干预疾病的可能分子靶点。
英文摘要
Nuclear lamina protein LaminA/C encoded by LMNA gene, and participated in forming nuclear membrane and its signaling transmission. Mutations LMNA gene caused severe cardiac diseases such as severe atrioventricular block, but its mechanisms were unclear. In previous study, we reported a family with atrioventricular block and identified a novel pathogenic mutation LMNA p.W520R. Our preliminary experiments suggested that this mutation may lead to the dysfunction of nuclear lamina Rb/E2F1 signaling pathway mediated by LaminA/C, which resulted in abnormal expression for multiple ion channel genes such as KCNK1 and the electrical activity changing of cardiomyocyte, thus causing atrioventricular block. Therefore, this project based on the Rb/E2F1 signaling pathway and used induced pluripotent stem cells (iPSC) of patients, human myocardial cell model AC16 and HCM, using stem cell and molecular biology techniques to elucidate the p.W520R mutation effects for the regulation mechanism between Rb/E2F1 and KCNK1 gene. Moreover, we would use patch clamp technique to further investigate disease effects of p.W520R mutation, in order to clarify the molecular mechanism between LMNA gene mutation and atrioventricular block, and to explore the possible molecular targets intervention for atrioventricular block.
核纤层蛋白LaminA/C由LMNA基因编码,参与组成核膜的核纤层结构,可介导胞内信号转导,突变后会引起家族性房室传导阻滞等心脏病,但致病机制不清。LaminA/C致病变异致心脏损害的机制是遗传性心律失常和遗传性心肌病领域研究热点和难点,研究者将这类心脏损害称为LaminA/C心肌病。该类疾病在遗传性心脏病中有较高发病率,散发扩张型心肌病中约占2-5%。此外患者病情进展迅速,治疗手段有限,因此备受研究者关注。. 项目研究前期在房室传导阻滞家系中鉴定了LMNA基因新突变p.W520R,基于心肌细胞株AC16及 HCM预实验结果,拟采用干细胞分化的心肌细胞模型(iPSC-CMs)针对Rb/E2F1/ KCNK1通路开展研究阐明相关发病机制。在项目实际实施中,我们首先成功建立和鉴定了p.W520R突变的iPS细胞系,其次通过小分子药物诱导分化技术,在体外成功获得患者来源的特异性心肌细胞开展后续研究。在疾病细胞与正常细胞对照研究过程中,我们采用RNA-seq组学技术获得差异基因表达谱,进一步通过生物信息学分析及常规分子生物学技术验证发现,前期基于细胞株研究的Rb/E2F1信号通路不是主要改变的信号通路,在iPSC-CMs模型中,PI3K-AKT信号通路为该突变主要影响的信号通路。钾离子通道基因影响情况与细胞株实验结果相似,但在iPSC-CMs细胞模型中,发现重要钾通道基因KCNQ1及KCNH2下调更为显著,其编码的延迟整流钾电流Ikr及Iks通道亚基Kv11.1(hERG)、Kv7.1(KvLQT1)表达降低,进而影响到细胞功能。在评估突变对心肌细胞结构和功能的研究中,通过细胞免疫荧光和钙成像技术,观察了心肌细胞异常节律发生明显,细胞核异常结构增多,重现了疾病表型。. 本项目属于探索性研究,明确了LMNA基因p.W520R突变可以通过钾离子通道基因影响心肌细胞功能,这对LaminA/C心肌病致病机制是一个重要的理论补充,目前尚无相关文献报道。此外,本项目的研究发现也为后续发掘更多能促进该类疾病临床评估及防治的致病机理提供科学参考。
期刊论文列表
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科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: --
发表时间: 2019
期刊: International Journal of Clinical and Experimental Medicine
影响因子: 0.1
作者: [Dai Limeng, Tao Huanshen, Xiong Gang, Guan Xingying, Bai Yun, Xu Xiaofeng]
通讯作者: Xu Xiaofeng
E2F1 promotes cancer cell sensitivity to cisplatin by regulating the cellular DNA damage response through miR-26b in esophageal squamous cell carcinoma
E2F1通过miR-26b调节食管鳞状细胞癌中细胞DNA损伤反应,促进癌细胞对顺铂的敏感性
DOI: 10.7150/jca.33983
发表时间: 2020-01-01
期刊: JOURNAL OF CANCER
影响因子: 3.9
作者: [Zhang, Kun, Zhang, Bo, Dai, Limeng]
通讯作者: Dai, Limeng
Trichostatin A induces p53-dependent endoplasmic reticulum stress in human colon cancer cells
曲古抑菌素 A 在人结肠癌细胞中诱导 p53 依赖性内质网应激
DOI: 10.3892/ol.2018.9641
发表时间: 2019-01-01
期刊: ONCOLOGY LETTERS
影响因子: 2.9
作者: [Dai, Limeng, He, Gang, Zhang, Bo]
通讯作者: Zhang, Bo
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