mTOR-NPAT信号轴在肌腱分化及损伤修复中的作用及机制研究

批准号:
81871760
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
周以侹
依托单位:
学科分类:
H0604.骨、关节、软组织损伤与修复
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
从晓霞、饶锡生、高修奎、施寅璞、徐水波、郭月梅
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中文摘要
目前对肌腱分化的机制并不清楚,导致肌腱损伤缺乏有效的治疗手段。本课题组最近发现并报道mTOR蛋白是调控肌腱分化的关键节点分子,在此基础上我们进一步探索相关的分子机理。本项目的预实验显示肌腱特异性敲除mTOR会抑制组蛋白基因转录,而且抑制mTOR会导致NPAT(组蛋白转录的关键调控分子)在细胞内的定位改变。为了研究NPAT在肌腱分化中的作用,我们构建了首株肌腱特异性NPAT敲除小鼠。该小鼠呈现肌腱发育不良和四肢抓力减弱的表型,其肌腱中的胶原纤维直径变细,且一型胶原蛋白的表达下调。我们计划在上述预实验研究的基础上,利用分子细胞生物学手段阐明肌腱分化过程中mTOR对NPAT的调控机制;利用组织工程手段,通过干预mTOR-NPAT信号轴来促进人工类肌腱组织的质量,并尝试对肌腱损伤模型小鼠进行修复再生。本项目将有助于阐明肌腱分化的分子机理,为肌腱炎和肌腱损伤的治疗提供分子靶点和实验依据。
英文摘要
Tendon repair is a clinical challenge because of the limited understanding on tenogenesis. We recently identified mTOR as a node molecule for regulating tendon differentiation. Here we showed that tendon specific-ablation of mTOR inhibited histone gene transcription. Further, inhibition of mTOR impaired the cellular localization of NPAT, the key modulator of histone transcription. Therefore, we prepared the first tendon-specific NPAT knockout mice. The mice displayed tendon defect, impaired limb grip strength, reduced diameters of tendon collagen fibrils, and reduction of Collagen I expression. We will further elucidate the underlying molecular mechanisms, enhance the quality of tendon organoid by interfering mTOR-NPAT axis, and try to promote the repair effect on tendon-injury mice model. Our study will elucidate the mechanism for tenogenesis and provide a novel therapeutic target for tendinopathy and tendon injury.
肌腱损伤一直以来缺乏有效的治疗手段,这是因为对肌腱细胞增殖的机理尚不清楚的原因。本课题组先前研究揭示mTOR信号是调控肌腱生成的重要通路。本项目进一步发现mTOR通过NPAT蛋白的细胞内定位来调控组蛋白基因转录,而组蛋白基因转录是决定细胞增殖的关键要素之一。我们利用免疫共沉淀技术解析了mTOR与NPAT之间相互作用的关键氨基酸位点,进一步发现NPAT能够通过自我互作形成多聚体,进而发生液-液相分离。这一发现提示,NPAT的相分离是决定哺乳动物细胞中组蛋白基体构成的分子机理。我们结合分子克隆和免疫共沉淀技术,发现NPAT氨基端区域是介导其自我互作,从而发生相分离的关键序列。为了阐明调控NPAT转运入核的分子机理,我们筛选了一系列核输入受体分子,发现其中只有KPNA3与NPAT发生特异性相互作用,并调控其入核运输以及组蛋白基体的形成。我们进一步构建了肌腱特异性NPAT基因小鼠,确认该小鼠出现肌腱发育不良的表型。我们的研究阐明了决定NPAT入核运输以及组蛋白基体形成的分子机理,还揭示了mTOR-NPAT信号轴调控肌腱生成的生理功能,为开发肌腱相关疾病的治疗手段提供了新的靶标。
期刊论文列表
专著列表
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AMPK-mediated phosphorylation enhances the auto-inhibition of TBC1D17 to promote Rab5-dependent glucose uptake
AMPK 介导的磷酸化增强 TBC1D17 的自身抑制,促进 Rab5 依赖性葡萄糖摄取
DOI:10.1038/s41418-021-00809-9
发表时间:2021-05-27
期刊:CELL DEATH AND DIFFERENTIATION
影响因子:12.4
作者:Rao, Xi Sheng;Cong, Xiao Xia;Zhou, Yi Ting
通讯作者:Zhou, Yi Ting
Phase separation of insulin receptor substrate 1 drives the formation of insulin/IGF-1 signalosomes.
胰岛素受体底物 1 的相分离驱动胰岛素/IGF-1 信号体的形成
DOI:10.1038/s41421-022-00426-x
发表时间:2022-06-28
期刊:CELL DISCOVERY
影响因子:33.5
作者:Gao, Xiu Kui;Rao, Xi Sheng;Cong, Xiao Xia;Sheng, Zu Kang;Sun, Yu Ting;Xu, Shui Bo;Wang, Jian Feng;Liang, Yong Heng;Lu, Lin Rong;Ouyang, Hongwei;Ge, Huiqing;Guo, Jian-sheng;Wu, Hang-jun;Sun, Qi Ming;Wu, Hao-bo;Bao, Zhang;Zheng, Li Ling;Zhou, Yi Ting
通讯作者:Zhou, Yi Ting
VAPB介导的内质网与IRS1无膜信号体互作在代谢调控中的作用与机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:53万元
- 批准年份:2022
- 负责人:周以侹
- 依托单位:
VAPB-Rab5介导的内质网与内体互作在肌肉分化再生中的作用及机制研究
- 批准号:91954121
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:82.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:周以侹
- 依托单位:
小G蛋白Rab5通过AKT-mTOR通路调控成肌细胞分化的作用及机制研究
- 批准号:31571402
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:周以侹
- 依托单位:
Kinesin5B对CDO信号通路在成肌细胞分化过程中的时空调控研究
- 批准号:31371476
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:周以侹
- 依托单位:
国内基金
海外基金
