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MicroRNA对β-地中海贫血表型的修饰作用及其分子机制
结题报告
批准号:
31671314
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
徐湘民
依托单位:
学科分类:
C0604.表型、行为与疾病的遗传学基础
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
张新华、商璇、叶宇华、黄朋、陈狄禹、黎倚红
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中文摘要
遗传修饰基因对孟德尔遗传病表型的修饰作用是遗传病表型-基因型研究面临的新课题,胎儿血红蛋白(fetal hemoglobin, Hb F)表达水平差异大是目前解释β地中海贫血(β地贫)患者表型严重性的主要遗传因素,但miRNA及其相互作用基因对疾病表型的修饰作用机制目前尚不清楚。本课题拟以前期在β地贫患者中鉴定得到的有Hb F调节功能的miRNA及其靶基因3’UTR结合位点变异为对象,采用深度测序,CRISPR-Cas9和ChIP-seq等技术,研究在β地贫突变红系压力下,miRNA的表达变化规律及其与靶基因的相互作用的分子病理学机制,探索Hb F表达精细调控的miRNA联系网络;同时系统分析这类新的靶基因遗传变异对β地贫临床表型的贡献,并揭示解释β地贫表型严重性的遗传突变作用机制。研究结果可扩充和延伸Hb F基因调控的相关知识,并可为中国人群临床精确诊治和预测β-地贫患者表型严重性提供新靶标。
英文摘要
A study on effects of modifier genes in modulating phenotypes of Mendelian disorders is becoming a new project for the current understanding of genotype- phenotype correlation. Regulators of fetal-to-adult hemoglobin switching have been identified as major genetic factors associated with considerable phenotypic variation of β-thalassemia but microRNAs and their target genes involved in modulating mechanism is still unclear. In the preliminary study, we have identified a few groups of microRNAs and their target genes with mutations occurred within 3’UTR, which are responsible for regulating fetal hemoglobin levels. In the present proposal, using deep sequencing,CRISPR-Cas9 editing and RNA ChIP-seq technologies, etc, we plan to investigate these microRNAs and their target genes focused on the four aspects of the mechanisms as follows: (1)Demonstration of the molecular mechanism under β-thalassemia stress erythropoiesis by analyzing the variance of microRNA expression and interplay of microRNA and their target genes; (2) Exploration of the fine regulation of fetal-to-adult hemoglobin switching by discovering gene regulatory networks composed of transcription factors and microRNA;(3)Study on the contribution of variations in the microRNA binding sites of human genes to β-thalassemia phenotypic severity and elucidation of association between clinical phenotypes and modifier gene genotypes; (4)Clarification of the molecular mechanism of silencing or enhancing of HbF due to modifier gene mutations for explanation of phenotypic severity in β-thalassemia. The results obtained from this study will expand related knowledge about the regulation of hemoglobin switching. Our revealed epigenetic mechanism of γ-globin regulation will be applicated in precision diagnosis/prediction of this disease and provide potential targets for treatment of β-hemoglobinopathy patients.
遗传修饰基因对孟德尔遗传病表型的修饰作用是遗传病表型-基因型研究面临的新课题,胎儿血红蛋白(Hb F)表达水平差异大是目前解释β地中海贫血(β地贫)患者表型严重性的主要遗传因素,但miRNA及其相互作用基因对疾病表型的修饰作用机制目前尚不清楚。本课题基于过于对β-地贫患者大样本队列的表型-基因型数据积累,完成了影响HbF表达水平的表观遗传学探索,核心的方向是鉴定出一批直接或间接参与HbF表达调控的microRNA(miRNA)。 本研究表明,miRNA是影响HbF表达的重要因素之一,它的作用机制是通过结合在关键的HbF调控基因的3’UTR区域,介导靶基因的降解或低表达,最终实现对HbF水平的调节。.本研究共鉴定出miR-326是关键红系转录因子KLF1的重要上游调控因子,并通过体内外实验发现并证实了miR-326在KLF1的3’UTR端直接结合的序列 (Exp Hematol. 2018 Jul; 63:33-40.e2)。 同时,本课题亦从KLF1的5’UTR端出发,系统研究了KLF1启动子区甲基化与β-地贫患者表型多样性的关系 (Blood Cells Mol Dis. 2018 Jul;71:16-22); 最后,我们发现了一个可直接影响红系转录因子KLF6表达的miR-2355-5p,并且探索了KLF6受miR-2355-5p转录后调控的作用机制 (Br J Haematol. 2020 Dec 24. Doi: 10.1111/bjh.17134)。..综上,本研究鉴定出了可显著影响β-地贫患者体内HbF表达的miRNA,并且通过系统功能学实验验证其作用机制,该研究为β-地贫表型精确诊断及分子治疗提供了有效的靶点。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A Genetic Variant Ameliorates β-Thalassemia Severity by Epigenetic-Mediated Elevation of Human Fetal Hemoglobin Expression
一种遗传变异通过表观遗传介导的人类胎儿血红蛋白表达的升高来改善β地中海贫血的严重程度
DOI:10.1016/j.ajhg.2017.05.012
发表时间:2017-07-06
期刊:AMERICAN JOURNAL OF HUMAN GENETICS
影响因子:9.8
作者:Chen, Diyu;Zuo, Yangjin;Xu, Xiangmin
通讯作者:Xu, Xiangmin
miR-326 regulates HbF synthesis by targeting EKLF in human erythroid cells
miR-326 通过靶向人红细胞中的 EKLF 调节 HbF 合成
DOI:10.1016/j.exphem.2018.03.004
发表时间:2018
期刊:Experimental Hematology
影响因子:2.6
作者:Li Yihong;Liu Dun;Zhang Xinhua;Li Zhiming;Ye Yuhua;Liu Qifa;Shen Jie;Chen Zhi;Huang Huajie;Liang Yunhao;Han Xu;Liu Jing;An Xiuli;Moh;as Narla;Xu Xiangmin
通讯作者:Xu Xiangmin
Role of tissue-specific promoter DNA methylation in regulating the human EKLF gene
组织特异性启动子 DNA 甲基化在调节人 EKLF 基因中的作用
DOI:10.1016/j.bcmd.2018.01.004
发表时间:2018-07-01
期刊:BLOOD CELLS MOLECULES AND DISEASES
影响因子:2.3
作者:Li, Yihong;Liu, Dun;Xu, Xiangmin
通讯作者:Xu, Xiangmin
MicroRNA-2355-5p regulates γ-globin expression in human erythroid cells by inhibiting KLF6
MicroRNA-2355-5p 通过抑制 KLF6 调节人红细胞中的 γ-珠蛋白表达
DOI:10.1111/bjh.17134
发表时间:2020-12-24
期刊:BRITISH JOURNAL OF HAEMATOLOGY
影响因子:6.5
作者:Cheng, Yi;Shang, Xuan;Xu, Xiangmin
通讯作者:Xu, Xiangmin
β-地中海贫血相同基因型个体间表型差异的分子机制研究
  • 批准号:
    U20A20353
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    260万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    徐湘民
  • 依托单位:
2019年度NSFC-FDCT精准医疗学术研讨会
  • 批准号:
    31981260337
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    1.86万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    徐湘民
  • 依托单位:
人zeta-珠蛋白基因(HBZ)发育阶段特异性调控的分子机制研究
  • 批准号:
    31871265
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    徐湘民
  • 依托单位:
通过β地中海贫血常见突变追踪海南岛原住民的人群起源和演变
  • 批准号:
    30971581
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    徐湘民
  • 依托单位:
中国汉族人β珠蛋白基因簇单核苷酸多态性与抗疟优势选择的关系
  • 批准号:
    30571023
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    徐湘民
  • 依托单位:
中国人非缺失型α地中海贫血分子基础的研究
  • 批准号:
    39770779
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    1997
  • 负责人:
    徐湘民
  • 依托单位:
中国人缺失型HPFH和δβ-地中海贫血的分子基础研究
  • 批准号:
    39670333
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    8.0万元
  • 批准年份:
    1996
  • 负责人:
    徐湘民
  • 依托单位:
国内基金
海外基金