腓骨肌萎缩症中遗传与环境因素互作的分子机制及潜在治疗方案

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871022
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0901.分子与细胞神经生物学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Emerging evidence has begun to reveal that neurological diseases may arise from a combination of genetic risk factors and environmental influences. Charcot-Marie-Tooth (CMT) diseases are the most common hereditary peripheral neuropathies that are characterized by progressive motor/sensory dysfunction. A subtype of the diseases—CMT2D—is caused by dominant mutations in GARS gene, encoding the ubiquitously expressed enzyme glycyl-tRNA synthetase (GlyRS). The PI’s recent studies have revealed that CMT2D mutations alter the conformation of GlyRS, enabling mutant GlyRS to bind Nrp1. This aberrant interaction antagonizes the binding of vascular endothelial growth factor (VEGF) to Nrp1, thereby contributing to motor defects in CMT2D. These findings link the CMT2D pathology to the neomorphic binding activity of mutant GlyRS that antagonizes the VEGF/Nrp1 interaction. However, in many cases, CMT patients carry the same gene mutation but may develop substantial clinical variability in disease expression. Recent clinical studies have revealed that environmental factors such as vitamin D deficiency predispose to the development of peripheral neuropathy symptoms. However it remains unclear whether these genetic and environmental pathways are integrated into a hierarchical signaling network that contributes to peripheral nerve pathology. The overall goal of this proposal is to characterize the signal integration of Vitamin D and GARS pathways in CMT2D pathogenesis. The proposed experiments are expected to reveal the key molecular link that integrates genetic and environmental factors in CMT2D, and to identify the actionable targets for treating CMT2D.
大部分的神经系统疾病都是由遗传因素和环境因素共同作用的结果。腓骨肌萎缩症(Charcot-Marie-Tooth Neuropathy,CMT)是最常见的遗传性周围神经系统疾病之一,其中CMT2D亚型是由GARS基因上的显性遗传突变所引起的,该基因编码甘氨酰-tRNA合成酶。本项目的前期研究发现:GARS基因上的致病突变会导致其蛋白质构象发生改变,使得突变蛋白获得异常的结合活性,干扰VEGF/Nrp1信号通路,从而导致运动神经病变。事实上,临床上有大量的CMT病例,患者携带相同的基因突变, 却在临床症状的严重程度上表现出很大的差异性。大量证据表明维生素D缺乏等环境因素很可能在这个过程中扮演了重要角色。本项研究将以CMT2D为切入点,针对维生素D介导的环境因素和GARS基因突变所介导的遗传因素之间的分子联系和信号整合展开研究,并探索维生素D信号通路作为治疗CMT药物靶点的潜力。

结项摘要

CMT是最常见的周围神经遗传病,其中CMT2D亚型是一种轴突型的CMT。CMT2D主要导致运动轴突退变以及运动功能障碍。我们以前的研究表明,CMT2D致病突变会导致GlyRS蛋白构象发生改变,使其异常结合Nrp1受体,破坏VEGF/Nrp1信号通路。虽然针对遗传通路的研究非常重要,越来越多的研究表明环境因素在复杂疾病的发病过程中也扮演了非常重要的角色。然而,CMT发病过程中的环境通路并不清楚。在本项目中,我们使用了小鼠遗传学、行为学、药理学、分子生化等多种技术手段,揭示了维生素D是影响CMT2D疾病进程的重要环境因子。我们发现:(1)维生素D摄入不足会导致CMT2D小鼠的疾病表型进一步恶化;(2)维生素D信号通路可以调节VEGF的表达;(3)利用维生素D衍生药物上调VEGF的表达可以有效改善CMT2D小鼠的疾病表型。本研究提示维生素D衍生药物具有治疗CMT的潜力,揭示了VEGF是介导CMT2D遗传通路与环境通路互作的重要分子联系。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Identification and functional characterization of novel GDAP1 variants in Chinese patients with Charcot-Marie-Tooth disease.
中国夏科-玛丽-图思病患者新 GDAP1 变异的鉴定和功能特征。
  • DOI:
    10.1002/acn3.51233
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    Annals of clinical and translational neurology
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Chen CX;Li JQ;Dong HL;Liu GL;Bai G;Wu ZY
  • 通讯作者:
    Wu ZY
2型腓骨肌萎缩症致病机制研究
  • DOI:
    10.13488/j.smhx.20200092
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    生命的化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张小玉;顾林凡;吕占云;白戈
  • 通讯作者:
    白戈
Genetic spectrum of MCM3AP and its relationship with phenotype of Charcot-Marie-Tooth disease
MCM3AP的遗传谱及其与腓骨肌萎缩症表型的关系。
  • DOI:
    10.1111/jns.12377
  • 发表时间:
    2020-05-07
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE PERIPHERAL NERVOUS SYSTEM
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Dong, Hai-Lin;Wei, Qiao;Wu, Zhi-Ying
  • 通讯作者:
    Wu, Zhi-Ying
Diverse CMT2 neuropathies are linked to aberrant G3BP interactions in stress granules
多种 CMT2 神经病与应激颗粒中异常的 G3BP 相互作用有关
  • DOI:
    10.1016/j.cell.2022.12.046
  • 发表时间:
    2023-02-16
  • 期刊:
    CELL
  • 影响因子:
    64.5
  • 作者:
    Cui, Qinqin;Bi, Hongyun;Bai, Ge
  • 通讯作者:
    Bai, Ge
Netrin-3 Suppresses Diabetic Neuropathic Pain by Gating the Intra-epidermal Sprouting of Sensory Axons
Netrin-3 通过控制感觉轴突的表皮内萌芽来抑制糖尿病神经病理性疼痛
  • DOI:
    10.1007/s12264-022-01011-8
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
    Neuroscience Bulletin
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Weiping Pan;Xueyin Huang;Zikai Yu;Qiongqiong Ding;Liping Xia;Jianfeng Hua;Bokai Gu;Qisong Xiong;Hualin Yu;Junbo Wang;Zhenzhong Xu;Linghui Zeng;Ge Bai;Huaqing Liu
  • 通讯作者:
    Huaqing Liu

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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