课题基金 / 基金详情

ErbB4/Atoh1信号通路在耳蜗毛细胞发育中的作用及其机制研究

批准号:
82071043
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
王云峰
依托单位:
学科分类:
听觉异常与平衡障碍
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王云峰

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
位于耳蜗基底膜的毛细胞是哺乳动物的听觉感受细胞,其损伤后可导致感音神经性耳聋,对毛细胞发育机制的研究可为毛细胞再生和感音神经性耳聋的治疗提供新的方向。ErbB4受体是再生医学的重要干预靶点,可成功介导心肌再生。其在耳蜗中特异性表达于毛细胞,但仍不清楚ErbB4在内耳的功能。我们的前期研究提示,耳蜗毛细胞ErbB4受体可产生入核信号分子s80HER,调节泛素连接酶Huwe1和WWP1的表达水平,进而影响Atoh1和ErbB4本身的泛素化降解;通过对Atoh1蛋白水平的精确调控,防止持续高表达的Atoh1激活JNK通路,进而导致毛细胞的不可逆死亡。本研究拟利用耳蜗基底膜体外培养模型以及耳蜗毛细胞ErbB4特异性阻断或激活的小鼠模型,从泛素蛋白酶体通路、JNK通路等方面入手,阐明ErbB4/Atoh1信号通路在毛细胞发育过程中的作用和机制,从而为感音神经性耳聋的治疗提供新的理论依据和分子靶点。
英文摘要
Cochlear hair cells are sensory receptors for the auditory system in mammals, and its damage can lead to permanent sensorineural hearing loss. Studies on hair cell developmental mechanisms will provide valuable information for the regeneration of hair cells and the treatment of sensorineural hearing loss. ErbB4 is an important therapy target in regenerative medicine and has already expressed remarkable ability for myocardial regeneration. ErbB4 specially presents in hair cells in the organ of Corti. However, the function of ErbB4 in hair cells remains unclear. Our previous studies indicated that ErbB4 could regulate the expression of ubiquitin protein ligases Huwe1 and WWP1 via nuclear factor s80HER and thus the degradation of Atoh1 and ErbB4 itself by ubiquitination. ErbB4 regulation of Atoh1 could prevent the activation of JNK pathway and hair cell death from continual high expression of Atoh1. Based on the findings, we intent to study the central role of ubiquitin-proteasome pathway and JNK pathway in the mechanism of ErbB4/Atoh1 signal pathway by using both in vitro culture model of cochlea organ and ErbB4 -blocked or –activated mouse models. The aim of this study is to illustrate the function and mechanism of ErbB4/Atoh1 signal during cochlear hair cell development, and provide theoretical basis and new molecular targets in treatment of sensorineural hearing loss.
本课题旨在借助转基因小鼠模型,运用分子生物学、组织培养、影像学等技术验证科学假说,探究ErbB4/Atoh1信号通路在耳蜗毛细胞发育中的作用及机制。按照原定计划,成功构建Atoh13*HA-P2A-Cre knock-in小鼠并进行谱系示踪,发现Atoh1 mRNA在小鼠耳蜗毛细胞与支持细胞广泛表达,而Atoh1蛋白仅在毛细胞表达,表明Atoh1是关键的毛细胞命运决定基因;利用Atoh1-HA-Cre小鼠模型体外验证ErbB4信号经泛素连接酶Huwe1和WWP1分别调节Atoh1和ErbB4蛋白降解,体现泛素-蛋白酶体系统在毛细胞发育中的重要作用,同时发现特异性激活毛细胞ErbB4受体可通过核内信号分子s80HER4进行转录调控,但Atoh1、ErbB4蛋白表达及毛细胞数量与对照组无显著差异;对不同胚胎发育时间点及P1小鼠内耳Atoh1+细胞进行单细胞转录组学研究,发现Atoh1+细胞涵盖外毛细胞、内毛细胞、支持细胞、神经元等,还有新标志基因定义的细胞类群,数据挖掘意外发现水通道蛋白AQP4在内毛细胞与支持细胞特异性表达,与Atoh1表达趋势相反,推测其对听觉功能重要,深入研究发现AQP4在成年小鼠听神经、耳蜗核及鼓膜成纤维细胞也有表达;基于这一发现构建仿生水通道蛋白,其结构与功能类似AQP4,细胞实验显示仿生水通道蛋白可加速跨膜水转运促进细胞形变和迁移,动物实验表明其能促进鼓膜成纤维细胞迁移加快鼓膜穿孔愈合。本研究为毛细胞再生与保护提供了伦理依据,并为感音神经性耳聋临床干预提供了新思路,构建的Atoh1转基因小鼠不会随年龄增长发生听力下降或毛细胞损伤,且Cre活性更强,有望成为内耳发育与再生研究的可靠工具鼠。
AQP4对缝隙连接蛋白和内淋巴电位水平的调控在耳蜗毛细胞存活中的作用机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    王云峰
  • 依托单位:
胚胎期干预Cx26条件基因敲除小鼠治疗感音神经性耳聋的研究
  • 批准号:
    81570919
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    王云峰
  • 依托单位:
Cx26条件基因敲除小鼠耳蜗发育异常的机制研究及基因治疗
  • 批准号:
    81100721
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    王云峰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金