突变ataxin-3蛋白选择性侵犯脊髓小脑性共济失调3型患者不同脑区神经元的病理机制
批准号:
82071260
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
吴志英
依托单位:
学科分类:
神经系统发育与代谢异常
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴志英
中文摘要
脊髓小脑性共济失调3型(SCA3)是我国最常见的SCA亚型,常在青壮年发病,因发病机制不清迄今无药可医,致残率及自杀率非常高,阐明其发病机制并寻找治疗靶点一直是本病的研究热点和重点。申请人前期对SCA3的临床表型与基因型关系进行了系列研究,发现SCA3的高度临床异质性与突变ataxin-3蛋白选择性侵犯不同脑区神经元密切相关,这可能是SCA3发病的重要环节,但病理机制不清。基于此,我们建立了细菌人工染色体(BAC)-SCA3转基因小鼠,本项目将利用Cre-LoxP重组酶系统进一步建立分别在大脑、小脑和中脑选择性敲除异常扩增CAG重复序列的条件性基因敲除小鼠,构建携带不同CAG重复片段的人源iPS细胞并定向诱导分化为各种神经元,分别从在体和离体途经,阐明突变ataxin-3蛋白选择性侵犯SCA3患者不同脑区神经元的病理机制,这有助于进一步阐明SCA3的发病机制,并为寻找治疗靶点提供理论依据。
英文摘要
Spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is the most common subtype of SCA in China, which often occurs in young and middle-aged people. Because of the unclear pathogenesis, there is no medicine available so far, and the rate of disability and suicide is very high, so it is always the research hotspot and focus to clarify its pathogenesis and find the treatment target. The applicant has conducted a series of studies on the relationship between the clinical phenotype and genotype of SCA3. It is found that the clinical heterogeneity of SCA3 is closely related to the selective invasion of neurons in different brain areas by the mutant ataxin-3 protein, which may be an important link for the pathogenesis of SCA3, but the pathological mechanism remains unclear. Based on this, we have established bacterial artificial chromosome (BAC)-SCA3 transgenic mice. In this project, Cre-LoxP recombinase system will be used to further establish conditional knockout mice with abnormal amplification of CAG repeat sequence knocked out in brain, cerebellum and midbrain, respectively. Human iPS cells carrying different CAG repeat segments will be constructed and differentiated into various neurons. In vitro and in vivo approaches will be used to elucidate the pathological mechanism of mutant ataxin-3 protein selectively invading neurons in different brain regions of patients with SCA3, which is helpful to further elucidate the pathogenesis of SCA3 and provide theoretical basis for finding therapeutic targets.
脊髓小脑性共济失调3型(SCA3)是我国最常见的SCA亚型,由于其发病机制尚未完全明确,目前仍缺乏有效的治疗方法,阐明其发病机制并寻找治疗靶点一直是本病的研究热点和重点。申请人前期研究发现,SCA3的高度临床异质性与突变ataxin-3蛋白选择性侵犯不同脑区神经元密切相关,但具体机制尚未明确。本项目旨在通过建立细菌人工染色体(BAC)-SCA3转基因小鼠和条件性敲除小鼠,以及构建携带不同CAG重复片段的人源诱导多能干细胞(iPS细胞)并定向诱导分化为各种神经元,深入探讨突变ataxin-3蛋白选择性侵犯SCA3患者不同脑区神经元的病理机制。在本项目的资助下,我们成功构建了携带不同CAG重复次数的BAC-SCA3转基因小鼠模型,并对其病理特征、行为学表现及转录组变化进行了系统分析。结果显示,转基因小鼠在小脑、脑干和海马皮层出现ataxin-3蛋白聚集现象,且表现出明显的体重下降和脑萎缩。通过高通量转录组测序分析,揭示了小鼠不同脑区的基因表达变化,为进一步理解SCA3的病理机制提供了重要线索。我们成功构建了携带70次、75次和86次CAG重复序列的人源iPS细胞,并诱导分化为神经元细胞。此外,通过构建携带不同CAG重复次数的稳转细胞株,解析了CAG重复次数与SDS不溶性蛋白聚集物形成的关系,为进一步研究SCA3的分子机制及基因治疗提供了细胞模型。本研究构建的新型SCA3小鼠模型和多种细胞模型,为进一步研究SCA3的发病机制及基因治疗提供了良好的疾病模型。
遗传性共济失调致病基因鉴定及发病机制研究
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批准号:82230062
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项目类别:重点项目
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资助金额:261万元
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批准年份:2022
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负责人:吴志英
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依托单位:
肌萎缩侧索硬化全新致病基因的发现及致病机制研究
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批准号:81671245
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项目类别:面上项目
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资助金额:61.0万元
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批准年份:2016
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负责人:吴志英
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依托单位:
PRRT2突变相关发作性疾病的发病机制及卡马西平的干预机制
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批准号:81330025
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项目类别:重点项目
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资助金额:290.0万元
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批准年份:2013
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负责人:吴志英
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依托单位:
国内基金
海外基金