构建PTB依赖型的Brn2表达系统以实现定量的神经细胞转分化

批准号:
31601107
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
于潇华
依托单位:
学科分类:
C0703.细胞增殖及细胞周期
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡熙浩、蔡兆奎、王迪、满善晴
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中文摘要
将神经退行性疾病病人的皮肤细胞高效转分化为功能性神经元用于疾病模拟、药物筛选和毒理测试是再生医学精准治疗的前提。本实验室前期研究发现, 利用两步法—先用shRNA敲低PTB之后再高表达Brn2, 可快速高效的将人成纤维细胞转分化为成熟的神经元, 若同时敲低PTB和高表达Brn2则难以得到成熟的神经元, 说明了循序敲除PTB和过表达Brn2的重要性。为简化试验流程加大临床应用潜能, 本课题根据PTB调控可变剪接的位置效应, 构建受PTB调控的Brn2表达质粒,以实现PTB敲低和Brn2逐步高表达的AAV单质粒重编程系统。在此基础上研究与渐冻人密切相关的RNA结合蛋白EWSR1基因的突变, 利用CRISPR/Cas9技术编辑IMR90细胞, 建立EWSR1基因点突变的isogenic疾病模型, 利用发展的AAV系统解析渐冻人症的发病机理并探索临床应用的前景,为精准医学治疗提供理论基础。
英文摘要
Efficiently convert the skin cells derived from neurodegenerative diseases into functional neurons emerging as a valuable tool for disease modeling, drug screening and toxicology tests, which is the basis of precision medicine. Our previous data revealed a two-step process that firstly reduced the expression of PTB by shRNA and then overexpress Brn2 protein, which is able to quickly and efficiently convert the human fibroblasts into mature neurons. However, it is difficult to get functional neuronal cells if knockdown PTB and overexpress Brn2 simultaneously, suggesting that the sequential event is essential for neuronal conversion. In order to further simplify the process for future clinical application, here we proposed to make a single AAV plasmid for induced expression of Brn2, which is based on the positional effect of PTB in splicing regulation. The new reprogramming system will be used to study amyotrophic lateral sclerosis (ALS) related point mutations in RNA binding protein EWSR1 gene. We planned to first make an isogenic mutation cell line in IMR90 cell by CRISPR/Cas9 technology, and then to directly convert both wild type and mutation cell lines into functional neurons for disease modeling, the research may decipher the pathological mechanisms caused by EWSR1 mutation and provide a basis for precision medical treatment.
转分化技术作为一种重要的细胞重编程手段,利用不同的转录因子及组合可将成纤维细胞定向转分化为其它细胞类型。相对于将成纤维细胞重编程回到具有全能性干细胞的iPSCs技术,转分化技术直接将成纤维细胞定向转化为特定的细胞谱系,更加简便和安全,为疾病的治疗,特别是神经退行性疾病的治疗以及发病机制研究提供有效手段。. 在本项目的资助下,我们根据PTB调控可变剪接的位置效应,构建PTB敲低和Brn2逐步高表达的单质粒AAV重编程系统,在此基础上研究RNA结合蛋白EWSR1基因的突变与渐冻症之间的关系,利用CRISPR/Cas9技术编辑IMR90细胞,建立EWSR1基因点突变(G511A, G552A)的isogenic疾病模型,利用发展的AAV系统解析渐冻人症的发病机理并探索临床应用的前景,为精准医学治疗提供理论基础。本项目阶段性成果在Cell research,JBC杂志上发表文章2篇。同时,我们还探讨了RNA结合蛋白在细胞发育以及神经转分化中的作用和机制,以及从蛋白结晶水平揭示SCP1调节REST的磷酸化状态的机制。
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
Phosphatase activity of small C-terminal domain phosphatase 1 (SCP1) controls the stability of the key neuronal regulator RE1-silencing transcription factor (REST)
小 C 端结构域磷酸酶 1 (SCP1) 的磷酸酶活性控制关键神经元调节器 RE1 沉默转录因子 (REST) 的稳定性
DOI:10.1074/jbc.ra118.004722
发表时间:2018-10-26
期刊:JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子:4.8
作者:Burkholder, Nathaniel Tate;Mayfield, Joshua E.;Zhang, Yan Jessie
通讯作者:Zhang, Yan Jessie
调控MyoD靶标特异性的相关RNA结合蛋白的系统筛选及功能研究
- 批准号:31970678
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:于潇华
- 依托单位:
国内基金
海外基金
