ETS1促转录停滞释放和血管新生的分子机制研究
批准号:
31671503
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
张冰
依托单位:
学科分类:
组织器官发育及体外构建
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
傅怡、王娜、王士岩、王超、路兆宁、陈嘉焕、王光兴
中文摘要
血管系统的功能异常与许多常见疾病如心梗、脑卒中和肿瘤的有着密切的联系。以往研究证明细胞外以及细胞浆内的信号传导分子对于血管发育和功能具有重要影响。然而对细胞核内分子包括转录因子和表观遗传学分子在血管中的功能及作用机制知之甚少。ETS1 是重要的转录因子。ETS1在休眠血管内皮中过表达足以启动血管再生。但是其促血管新生的基本分子机制还不清楚。 本课题拟采用基因组学、转录组学、生物信息学、生物化学和分子生物学以及血管新生动物模型相结合的方法,探讨ETS1调控 RNAPII转录效率和血管再生的分子机制,从而为控制血管新生,进而治疗相关疾病提供新的理论依据和分子靶标。
英文摘要
Aberrant blood vessel development contributes to many types of diseases such as myocardial infarction, stroke and cancer. Decades of intensive studies have revealed that the extracelluar and intracelluar signal transduction pathways that regulate vascular development. However, the transcriptioanl and epigentic program inside the nuclei are less understood. The ETS family of transcrption factor (TF) play key roles in vasculogensis and angiogenesis. ETS1, a prototypical ETS family member, is essential for angiogenesis, and overexpression of ETS1 is sufficient to activate angiogeneiss in quiescent endothelial cells. The fundamental mechanism by which ETS1 activates angiogesis is unkown. Our prelimiary ChiP-seq experiments revealed that ETS1 highly occupanpied the regulatory elements of a broad range of angiogesis-related genes in endothelial cells and regulated their expression and response to VEGF activation. Moreover, ETS1 has been found to regulate RNAPII RNA transcriptional activity. In the study, we propose to futher unveil the molecular mechanism underlying ETS1 regulates angiogenesis and RNA synthesis through the integation of cutting-edge techniques such as ChiP-seq, RNA-seq, protein immunoprecipitation and transgentic mouse etc. The fullarching goal of this study is to open a new avenue to devleop new theories and therapeutic targets controlling angiogenesis and its related diseases.
RNA聚合酶II(RNA polymerase II,RNAPII)的转录停滞释放(pausing release)在近些年的研究中被认为是转录调控的一个关键节点。但是对于核外信号如何调控RNAPII的转录停滞却依然不清楚。在本研究中,我们发现内皮细胞主调控因子之一的ETS1在血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)刺激下被乙酰化,并通过与BRD4的结合招募停滞释放复合体,进一步促使了RNAPII的停滞释放。内皮细胞ETS在应激后期含量提升,并且与静息期相比,ETS成倍结合到转录基因启动子区域,通过全基因组层面RNAPII的停滞释放增加刺激基因表达量的提升。我们也同时证明了ETS1介导的RNAPII停滞释放对体外和体内血管新生的重要性。基于此,我们证明了一个血管新生通路,即VEGF刺激内皮细胞中ETS1和BRD4的结合去广泛地促进RNAPII从停滞到转录延伸,从而促进血管新生。. 启动子区二价域是具有激活和抑制基因表达双功能的一个特异的表观遗传标记。二价域在胚胎干细胞中被发现,但是在分化细胞中的功能却不明确。我们发现VEGFA刺激的内皮细胞呈现广泛的二价域分布并标记特定的VEGFA应激基因。早期应激二价基因依赖EZH1介导的RNAPII停滞释放而非H3K27me3来使表达上调。而其晚期抑制则依赖于KDM5A招募和Polycomb repressive complex 2 (PRC2) 。EZH1能通过上调EGR3来促进血管新生,而KDM5A则会抑制该过程。因此,我们证明了二价域在血管新生过程中的重要调控作用,并阐明了与在胚胎干细胞中截然不同的作用机制。. 综上,我们基于VEGFA刺激的体外血管新生模型,首先阐明了ETS1、二价域和RNAPII停滞释放在血管新生中的重要调控作用,并证明了RNAPII停止释放对前两者调控的重要性。其次,我们较为详细地填补了外界信号刺激下内皮细胞应激的核内调控过程。再者,区别于胚胎干细胞二价域功能,分化细胞如内皮细胞中二价域存在截然不同的功能方式。
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VEGF amplifies transcription through ETS1 acetylation to enable angiogenesis.
VEGF 通过 ETS1 乙酰化放大转录以促进血管生成
DOI:
10.1038/s41467-017-00405-x
发表时间:
2017-08-29
期刊:
Nature communications
影响因子:
16.6
作者:
[Chen J, Fu Y, Day DS, Sun Y, Wang S, Liang X, Gu F, Zhang F, Stevens SM, Zhou P, Li K, Zhang Y, Lin RZ, Smith LEH, Zhang J, Sun K, Melero-Martin JM, Han Z, Park PJ, Zhang B, Pu WT]
通讯作者:
Pu WT
LARP7 Is a BRCA1 Ubiquitinase Substrate and Regulates Genome Stability and Tumorigenesis
L ARP7 是 BRCA1 泛素酶底物,调节基因组稳定性和肿瘤发生
DOI:
10.1016/j.celrep.2020.107974
发表时间:
2020
期刊:
Cell Reports
影响因子:
8.8
作者:
[Zhang Fang, Yan Pengyi, Yu Huijing, Le Huangying, Li Zixuan, Chen Jiahuan, Liang Xiaodong, Wang Shiyan, Wei Weiting, Liu Li, Zhang Yan, Ji Xing, Xie Anyong, Chen Wantao, Han Zeguang, Pu William T., Chen Sun, Chen Yingwei, Sun Kun, Ge Baoxue, Zhang Bing]
通讯作者:
Zhang Bing
A dynamic and integrated epigenetic program at distal regions orchestrates transcriptional responses to VEGFA
远端区域的动态综合表观遗传程序协调对 VEGFA 的转录反应
DOI:
10.1101/gr.239053.118
发表时间:
2019-01
期刊:
Genome Research
影响因子:
7
作者:
[Wang Shiyan, Chen Jiahuan, Garcia Sara P., Liang Xiaodong, Zhang Fang, Yan Pengyi, Yu Huijing, Wei Weiting, Li Zixuan, Wang Jingfang, Le Huangying, Han Zeguang, Luo Xusheng, Day Daniel S., Stevens Sean M., Zhang Yan, Park Peter J., Liu Zhi-jie, Sun Kun, Yuan Guo-Cheng, Pu Wi]
通讯作者:
Pu Wi
Depletion of polycomb repressive complex 2 core component EED impairs fetal hematopoiesis.
多梳抑制复合物 2 核心成分 EED 的耗竭会损害胎儿造血功能
DOI:
10.1038/cddis.2017.163
发表时间:
2017-04-13
期刊:
Cell death & disease
影响因子:
9
作者:
[Yu W, Zhang F, Wang S, Fu Y, Chen J, Liang X, Le H, Pu WT, Zhang B]
通讯作者:
Zhang B
Two faces of bivalent domain regulate VEGFA responsiveness and angiogenesis
二价结构域的两个面调节 VEGFA 反应性和血管生成
DOI:
10.1038/s41419-020-2228-3
发表时间:
2020-01-30
期刊:
CELL DEATH & DISEASE
影响因子:
9
作者:
[Chen, Jiahuan, Liang, Xiaodong, Zhang, Bing]
通讯作者:
Zhang, Bing
LARP7调节血管内皮向间充质细胞转化的机制研究
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批准号:31872836
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项目类别:面上项目
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资助金额:59.0万元
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批准年份:2018
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负责人:张冰
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依托单位:
VEGF信号通路的系统生物学研究
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批准号:91539109
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2015
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负责人:张冰
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依托单位:
国内基金
海外基金