BMP4介导孕期糖皮质激素暴露对子代心脏发育和心功能印迹效应的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81771608
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    53.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0417.妊娠相关性疾病
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The interaction between intra- and external uterine environments with genesis will substantially influence the pregnancy outcome and the health of offspring. As the first-line treatment for the autoimmune diseases or preterm labor during pregnancy, pre-natal over-exposure to glucocorticoids (GC) programs some permanent pathological lesions on fetal organs and increase the morbidity of adult diseases. Our previous studies found that over exposure to GC during pregnancy compromised cardiac functions and increased the susceptibility of offspring’s myocardium to ischemia/reperfusion. Using MeDIP plus high-throughput second generation sequencing combined with bioinformatics analysis, bone morphogenetic protein-4 (BMP4) was suggested to contribute to this programming effect. In the present study, we will firstly determine the expression of BMP4 and its receptors and endogenous inhibitors in myocardium of fetal and adult offspring exposed to GC during pregnancy. Then we utilize several strains of Bmp4 conditional knock-out mice or transgenic mice to further study the mechanisms underlying the programming effects on cardiac development and functions induced by prenatal GC exposure. Finally, MeDIP-Seq, Bmp4 Bisulfite-Sequencing and ChIP-qPCR on Bmp4 promoter region using sperm or oocyte from F2 offspring, to dissect the mechanisms underlying transgenerational inheritance mediated by the epigenetic modification on BMP4 or other molecules. This study will provide new lines for the optimal usage of GC during pregnancy, and shed lights on the prevention and cure for congenital heart diseases caused by environmental risk factors.
妊娠期子宫内外环境与遗传的相互作用,是影响妊娠结局和子代健康的重要因素。糖皮质激素(GC)作为妊娠合并免疫性疾病和早产风险治疗的一线药物,会对子代多个器官系统产生印迹效应,危及胎儿健康。我们前期的研究发现,孕期GC暴露会导致子代大鼠心功能下降,心肌对缺血再灌注损伤的耐受性下降,并通过MeDIP-Seq发现骨形成蛋白BMP4可能在其中发挥重要作用。在此基础上,本课题首先在孕期GC暴露的小鼠模型上观察BMP4及其受体和内源性抑制物在不同发育阶段和成年心肌的表达变化,随后以BMP4心肌条件性敲除或过表达小鼠为模型,深入研究孕期GC暴露对子代心脏发育和心功能印迹效应的分子机制和信号通路,最后通过对子二代精、卵甲基化测序和染色质免疫共沉淀等方法阐明GC暴露对BMP4的表观遗传修饰承载印迹效应的跨代遗传规律,为指导妊娠期糖皮质激素合理用药,以及防治环境因素所致先天性心脏病提供理论依据和新的治疗靶点。

结项摘要

孕期宫内暴露于不良环境会导致子代心血管疾病的发生。糖皮质激素(GC)对于胎儿器官的正常发育和成熟至关重要,也是患有自身免疫性疾病孕妇的一线治疗药物。然而,孕期 GC的过度暴露可能会影响胎儿器官的发育,并导致出生后多种慢性疾病的易感性升高。我们之前的研究发现,在缺血再灌注后,孕期暴露于地塞米松 (DEX) 的大鼠子代的心功能明显受损。在本研究中,我们进一步揭示了孕期DEX暴露引起心肌细胞中骨形态发生蛋白 4 (Bmp4) 启动子发生DNA 高甲基化,显著抑制了心脏缺血诱导的转录因子 HIF-1alpha与Bmp4启动子的结合能力,阻碍缺血再灌注对BMP4的诱导,从而减弱BMP4对心肌细胞的保护作用,最终表现为心脏功能障碍。此外,我们采用了两种心肌特异性 Bmp4基因敲入小鼠模型,发现体内 BMP4的过表达可以挽救孕期GC暴露引起的心脏功能障碍。深入的机制研究表明,BMP4 通过p-Smad和Parkin依赖性方式减少线粒体 PGC-1alpha的表达,来保护心肌细胞免受线粒体自噬和凋亡引起的损伤。这些研究表明,由于孕期GC暴露导致心肌细胞中Bmp4 启动子高甲基化,使得缺氧诱导的 HIF-1alpha对Bmp4的反式激活受到抑制,增加了子代心脏对出生后“二次打击”的易感性。DNA甲基化抑制剂(例如5-AZA)预处理可能是孕期GC暴露对新生儿心脏功能编程效应的潜在治疗方法。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Differential Survival Outcomes Between De Novo and Secondary Acute Promyelocytic Leukemia: An Updated Population-based study
新发白血病和继发性急性早幼粒细胞白血病之间的生存结果差异:一项最新的基于人群的研究
  • DOI:
    10.1016/j.clml.2021.07.023
  • 发表时间:
    2022-01-17
  • 期刊:
    CLINICAL LYMPHOMA MYELOMA & LEUKEMIA
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Tao,Yi;Yu,Ya-Qin;Gao,Lu
  • 通讯作者:
    Gao,Lu
[The immune microenvironment in maternal-fetal interface contributes to the parturition and preterm labor]
【母胎界面的免疫微环境有助于分娩和早产】
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Acta Physiologica Sinica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yuan J. Q;Wang Y. C;Wang Z. M;Li L;Gao L.
  • 通讯作者:
    Gao L.
Preterm Labor, a Syndrome Attributed to the Combination of External and Internal Factors
早产是一种由外部和内部因素共同导致的综合征
  • DOI:
    10.1097/fm9.0000000000000136
  • 发表时间:
    2022-01-01
  • 期刊:
    MATERNAL-FETAL MEDICINE
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Liu,Yuanyuan;Gao,Lu
  • 通讯作者:
    Gao,Lu
Decreased 11β-hydroxysteroid dehydrogenase 1 in lungs of steroid receptor coactivator (Src)-1/-2 double-deficient fetal mice is caused by impaired glucocorticoid and cytokine signaling.
类固醇受体辅激活剂 (Src)-1/-2 双缺陷胎儿小鼠肺部 11 β-羟基类固醇脱氢酶 1 减少是由糖皮质激素和细胞因子信号转导受损引起的
  • DOI:
    10.1096/fj.202001809r
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chen J;Mishra R;Yu Y;McDonald JG;Eckert KM;Gao L;Mendelson CR
  • 通讯作者:
    Mendelson CR
母体应激影响胎儿发育的胎盘机制研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    华天桢;高灵通;张治宇;赵厚铭;高路
  • 通讯作者:
    高路

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其他文献

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    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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    --
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    高颖;徐永君;倪鑫;高路
  • 通讯作者:
    高路
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  • DOI:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程新宇杰;高路
  • 通讯作者:
    高路

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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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