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ERG1介导Integrinβ1维持大鼠心脏发育信号稳态的研究
结题报告
批准号:
81870242
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
李丽
依托单位:
学科分类:
H0203.先天性心脏病
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
彭鲁英、童畅、王铎、汪玉梅、栗志刚、胡艺、刘欢、林秦
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中文摘要
心肌细胞分化的命运受到特异转录因子精确的时空动态调控,涉及的复杂信号通路如何由细胞膜蛋白介导并不完全清楚,特别是离子通道作为心肌细胞功能膜蛋白是否参与调控心脏命运走向知之甚少。我们前期研究发现,敲除编码ERG1的Kcnh2基因导致大鼠心脏发育异常,心脏发育相关基因被抑制;进一步发现在胚胎干细胞分化时,ERG1可与Integrinβ1形成复合体,当ERG1功能缺失后,Integrinβ1下游的β-catenin水平显著降低。据此推测:在心脏发育早期,ERG1与Integrinβ1相互作用,介导了下游PI3K/FAK/AKT信号轴,从而维持着心肌细胞的正常分化。为此,我们将利用Kcnh2敲除大鼠以及大鼠胚胎干细胞定向心肌细胞分化模型,结合分子、细胞和生化等手段,阐明ERG1/Integrinβ1维系心脏发育调控的新机制,从而拓展对离子通道蛋白调控心脏命运的认识。
英文摘要
The fate of cardiomyocyte differentiation is regulated precisely by specific transcription factors. It is not entirely clear how the complex signaling pathways involved are mediated by the cell membrane proteins. In particular, it is still unknown that whether the ion channel, as a functional cardiomyocyte membrane protein, involves in the regulation of cardiac fate. Our previous study found that knockout of Kcnh2 could lead to abnormal heart development and down-expression of genes related to heart development in rat. We also found ERG1 could interact with Integrin β1 to form a complex during the embryonic stem cell differentiation. After loss-of-function of ERG1, the level of β-catenin, which locates in the downstream of Integrinβ1, was significantly reduced. Accordingly, we speculate that ERG1 interacts with Integrinβ1, which mediates PI3K / FAK / AKT signaling axis to regulate cardiomyocyte differentiation, during the early stage of heart development. Therefore, we will explore the mechanism of ERG1/ Integrinβ1 in regulation of early cardiac development using molecular biology and other methods in Kcnh2-knockout rat model and the cardiomyocyte differentiation model of rat embryonic stem cells in vitro. We hope this study could expand our understanding of regulation of heart fate by ion channel protein.
在建立了rESC定向心肌细胞体外高效分化系统的基础上,研究ERG1调控rESC定向心肌细胞分化过程的详细分子机制。首先使用同源重组的方法建立了Kcnh2敲除大鼠模型并分离建立了野生型(wild type,WT)、Kcnh2+/-、Kcnh2-/-这三种基因型的rESC。利用rESC定向心肌细胞体外高效分化系统我们精确地分析了ERG1在rESC定向心肌细胞分化过程不同阶段的具体作用,解析了其对心肌细胞分化调控的分子机制。通过一系列实验研究,发现了以下结果:1. ERG1对rESC定向心肌细胞分化以及细胞凋亡的调控存在一定的剂量依赖性,既有一半的Kcnh2被敲除的Kcnh2+/- rESC定向心肌细胞分化的能力没有发生异常改变并且也没有细胞凋亡产生。而当Kcnh2水平继续降低, Kcnh2纯合敲除的rESC定向心肌细胞分化出现了显著抑制且rEB在分化中出现了细胞凋亡。2. ERG1在rESC定向心肌细胞分化早期可以与Integrinβ1、FAK、PI3K p85形成复合体。3. ERG1能够通过FAK/PI3K/AKT/GSK3β/β-catenin信号轴调控rESC定向心肌细胞分化。4. ERG1能够通过FAK/PI3K/AKT/IKKβ/NF-κB信号轴抑制rESC定向心肌细胞分化过程中凋亡发生。5. PTEN抑制剂SF1670可以通过激活AKT拯救Kcnh2-/- rESC定向心肌细胞的分化并且抑制分化过程中凋亡的发生。最终我们得出以下结论:在rESC定向心肌细胞分化过程中ERG1可以与Integrinβ1、PI3K、FAK形成复合体,通过该复合体进而影响下游AKT/GSK3β/β-catenin以及AKT/IKKβ/NF-κB这两条信号轴从而调控rESC定向心肌细胞的分化以及抑制分化过程中凋亡的发生。
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
Concordant and Heterogeneity of Single-Cell Transcriptome in Cardiac Development of Human and Mouse.
人类和小鼠心脏发育中单细胞转录组的一致性和异质性
DOI:10.3389/fgene.2022.892766
发表时间:2022
期刊:Frontiers in genetics
影响因子:3.7
作者:
通讯作者:
CDC-like kinase 4 deficiency contributes to pathological cardiac hypertrophy by modulating NEXN phosphorylation.
CDC 样激酶 4 缺陷通过调节 NEXN 磷酸化导致病理性心脏肥大
DOI:10.1038/s41467-022-31996-9
发表时间:2022-07-30
期刊:Nature communications
影响因子:16.6
作者:
通讯作者:
DOI:10.1016/j.omtn.2020.07.011.
发表时间:2020
期刊:Molecular Therapy - Nucleic Acids
影响因子:--
作者:Wang Yumei;Yi Na;Hu Yi;Zhou Xianxiao;Jiang Hanyu;Lin Qin;Chen Rou;Liu Huan;Gu Yanqiong;Tong Chang;Lu Min;Zhang Junfang;Zhang Bin;Peng Luying;Li Li
通讯作者:Li Li
Laminin promotes differentiation of rat embryonic stem cells into cardiomyocytes by activating the integrin/FAK/PI3K p85 pathway
层粘连蛋白通过激活整合素/FAK/PI3K p85通路促进大鼠胚胎干细胞分化为心肌细胞
DOI:10.1111/jcmm.14264
发表时间:2019-03
期刊:JOURNAL OF CELLULAR AND MOLECULAR MEDICINE
影响因子:5.3
作者:Wang Duo;Wang Yumei;Liu Huan;Tong Chang;Ying Qilong;Sachinidis Agapios;Li Li;Peng Luying
通讯作者:Peng Luying
An optimized proliferation system of embryonic stem cells for generating the rat model with large fragment modification
一种优化的胚胎干细胞增殖体系,用于产生大片段修饰的大鼠模型
DOI:10.1016/j.bbrc.2021.07.053
发表时间:2021
期刊:Biochemical and Biophysical Research Communications
影响因子:3.1
作者:Liu Chang;Cui Zhonglin;Yan Youzhen;Wu Nancy L.;Li Li;Ying Qilong;Peng Luying
通讯作者:Peng Luying
南海北部绿素氮同位素研究及古海洋学意义
  • 批准号:
    42276069
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    李丽
  • 依托单位:
CircRNA HFac 通过miR-431-5p/Klf15轴在心力衰竭中的作用机制研究
  • 批准号:
    22ZR1463800
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    李丽
  • 依托单位:
RNA结合蛋白SAMD4靶向FGF2/FGF18维系心肌细胞分化通路的研究
  • 批准号:
    82070270
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    李丽
  • 依托单位:
晚渐新世-中中新世东亚低纬区降水演化历史及其全球影响
  • 批准号:
    41876042
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    李丽
  • 依托单位:
南海沉积物中支链四醚膜脂的组成和碳同位素特征及其对古气候研究的启示
  • 批准号:
    41673042
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    71.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    李丽
  • 依托单位:
两种温度指标(Uk'37和TEX86) 的现代水体调查和沉积记录整合研究
  • 批准号:
    41376046
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    李丽
  • 依托单位:
microRNA-26b在心肌细胞分化中对GATA4和KCNJ2的同步调节机制
  • 批准号:
    81270231
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    李丽
  • 依托单位:
南海浮游藻类脂类标志物和群落丰度关系的研究
  • 批准号:
    40976022
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    李丽
  • 依托单位:
离子通道药物靶点识别的生物信息融合方法研究
  • 批准号:
    60601010
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    李丽
  • 依托单位:
冰期旋回中海洋浮游植物群变化的有机地球化学记录
  • 批准号:
    40403012
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    李丽
  • 依托单位:
国内基金
海外基金