G-四链体稳定与解旋的分子构筑及肌萎缩侧索硬化症(ALS)的基因疗法初探
批准号:
21671150
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
石硕
依托单位:
学科分类:
B0702.生物分子的化学生物学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
姚天明、王欣、杨丹静、高如如、黄海量、胡晓春、买尔哈巴·吾买尔、吴学文、臧瑞敏
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中文摘要
肌萎缩侧索硬化症(ALS,俗称“渐冻人”症)是一种由于大脑皮质、脑干和脊髓前角的上下运动神经元受损而导致的神经致死性疾病。ALS 的病理机制极为复杂,目前尚无药物可治愈ALS。最新Nature报道C9orf72基因非密码区六核苷重复扩增序列(GGGGCC)n可形成G-四链体结构,该结构影响ALS病程,为ALS的致病机制和治疗提供了新的思路。该课题拟设计合成出具有稳定或解旋G-四链体功能的一系列配体及配合物,通过化合物结构设计实现对C9orf72基因六核苷重复扩增序列G-4 DNA和RNA的选择性识别,并研究配体和配合物对RNA转录,无ATG相关翻译,RNA foci和核蛋白的影响,评价化合物对ALS患者细胞的影响作用机制,并在分子及细胞水平上探讨ALS病理机制,并揭示其构效关系。此研究可为明确ALS致病机制,同时为小分子药物对ALS的基因疗法提供理论和实验基础。
英文摘要
Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a devastating neurodegenerative disease, which is resulted from loss of motor neurons in the motor cortex, brain stem, and spinal cord. The pathogenesis of ALS disease is very complex, and currently there is no cure or effective preventative treatment for ALS. However, with the discovery that a GGGGCC repeat expansion in C9orf72 is structural polymorphism which can form G-quadruplex, a new therapeutic approach for ALS has come to light. Capitalizing on the above findings, we will rationally design small molecules (ligands and complexes) which are able to selectively stabilize or unfold G-quadruplex through structural changes. Furthermore, the effect of RNA transcripts, repeat-associated non-ATG (RAN) translation, RNA foci formation in cultured cells expressing (GGGGCC)n and cell biological behaviors induced by compounds will be studied too. The pathogenesis of ALS and structure—activity relationship will be discussed at the molecular and cellular levels. These studies will gain valuable insight into the pathogenesis of ALS, and provide theoretical and experimental basis for exploring new drugs as well as gene therapy for ALS.
肌萎缩侧索硬化症(ALS)是运动神经元损伤所造成的神经退行性疾病,迄今仍无有效的治疗方法。C9orf72基因中(GGGGCC)n重复序列可形成潜在的G-四链体结构,影响ALS病程,从而引起了异常关注。本研究针对这一医学难题,设计合成了30余种结构新颖的化合物,利用紫外吸收光谱, 荧光光谱,CD光谱等光谱变化对化合物诱导C9orf72六核苷酸重复扩增序列构象变化能力和立体选择性识别进行了详细的研究,筛选出具有稳定或解旋G-四链体结构的化合物,利用 DFT, TD-DFT,分子对接等模拟方法预测了化合物与不同构象 (GGGGCC)n的键和模式(末端堆积、插入、静电)和作用位点,并解释了能量差异。我们完成了对携带C9orf72 (GGGGCC)n突变的ALS疾病的细胞诱导建系,对其生物学特性进行了分析,并从基因的角度证实了建立的C9orf72-ALS细胞系的真实性。同时利用CCK-8系统评价了系列化合物的细胞毒性,流式细胞分析了细胞周期,化合物对G-四链体的稳定与解旋可影响ALS的病程。在原计划细胞研究的基础上,进一步将研究内容拓展到动物层次。通过小鼠血液常规验血和生化试验,系统研究了系列化合物对小鼠的肝肾毒性。同时,对各组化合物取心、肝、脾、肺、肾进行HE染色进行了病理免疫荧光组织化学分析。生物化学、血常规及组织学结果进一步证实Ru1具有较低的全身毒性和较好的体内安全性。本研究为开发潜在的ALS药物提供了相应的理论基础。
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
Luminescent Ru(II)-thiol modified silver nanoparticles for lysosome targeted theranostics
用于溶酶体靶向治疗诊断的发光 Ru(II)-硫醇修饰银纳米颗粒
DOI:10.1039/c9dt00878k
发表时间:2019
期刊:Dalton Transactions
影响因子:4
作者:Wumaier Maierhaba;Yao Tian Ming;Hu Xiao Chun;Hu Zhi An;Shi Shuo
通讯作者:Shi Shuo
Hepatoprotective Angelica sinensis silver nanoformulation against multidrug resistant bacteria and the integration of multicomponent logic gate system
当归银纳米制剂对抗多重耐药菌的保肝作用及多组分逻辑门系统的集成
DOI:10.1039/d0nr04744a
发表时间:2020
期刊:Nanoscale
影响因子:6.7
作者:Jouharsha Afthab;Nafeesa Khatoon;Lulu Zhou;Tianming Yao;Shuo Shi
通讯作者:Shuo Shi
G-quadruplex and duplex DNA binding studies of novel Ruthenium(II) complexes containing ascididemin ligands
含有海鞘胺配体的新型钌 (II) 配合物的 G-四链体和双链体 DNA 结合研究
DOI:10.1016/j.jinorgbio.2019.03.021
发表时间:2019-07-01
期刊:JOURNAL OF INORGANIC BIOCHEMISTRY
影响因子:3.9
作者:Wumaier, Maierhaba;Shi, Jing-Jing;Shi, Shuo
通讯作者:Shi, Shuo
Tumor-Targeted Drug and CpG Delivery System for Phototherapy and Docetaxel-Enhanced Immunotherapy with Polarization toward M1-Type Macrophages on Triple Negative Breast Cancers
用于三阴性乳腺癌光疗和多西紫杉醇增强免疫治疗的肿瘤靶向药物和 CpG 递送系统,并针对 M1 型巨噬细胞进行极化
DOI:10.1002/adma.201904997
发表时间:2019-11-13
期刊:ADVANCED MATERIALS
影响因子:29.4
作者:Chen, Lv;Zhou, Lulu;Dong, Chunyan
通讯作者:Dong, Chunyan
A Cu9S5 nanoparticle-based CpG delivery system for synergistic photothermal-, photodynamic- and immunotherapy
基于 Cu9S5 纳米颗粒的 CpG 递送系统,用于协同光热、光动力和免疫治疗
DOI:10.1038/s42003-020-1070-6
发表时间:2020
期刊:Communications Biology
影响因子:5.9
作者:Lulu Zhou;Lv Chen;Xiaochun Hu;Yonglin Lu;Wenjie Liu;Yanting Sun;Tianming Yao;Chunyan Dong;Shuo Shi
通讯作者:Shuo Shi
重编程有氧呼吸的新型奥沙利铂前药递送系统的构建及其增敏铜死亡研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2023
- 负责人:石硕
- 依托单位:
可调控免疫应答的新型奥沙利铂前药分子构建及其增敏铁死亡研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:石硕
- 依托单位:
基于DNA构象变化的逻辑门网络化构筑及其分子密码应用
- 批准号:21877084
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:石硕
- 依托单位:
靶向癌基因启动子区G-四链体的钌配合物的合成及抗肿瘤机制研究
- 批准号:31170776
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:石硕
- 依托单位:
手性钌铱双核配合物对G-quadruplex和I-motif的选择性识别研究
- 批准号:20901060
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:石硕
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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