肠道菌群在胚胎造血干细胞发育中的作用及机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31900099
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0106.微生物与环境互作
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Though it has been reported that intestinal microbiota affects the function and homeostasis of hematopoietic stem cells in bone marrow both in clinical researched and in animal models, the molecular mechanism of this interaction still remains unclear. Since a variety of the regulatory factors (both endogenic and ectogenic) involved in embryonic hematopoiesis and adult hematopoiesis are similar, embryonic hematopoietic stem cells are supposed to be an ideal model for researches on bone marrow hematopoietic stem cell. In this projest, we were planning to investigate how the intestinal microbiota affects the embryonic hematopoiesis by using germ-free (GF) zebrafish. We would focus on the investigating of the molecular mechanism by analysing the changes occurs in ths GF zebrafish model on the related signaling pathways (such as TLR/myd88 and NOD1), the formation and function of the immunocytes, as well as the cytokines that might be invovled, followed by the transcriptomic analysis based on the RNA-seq results to screen for more potentially involves pathways. Strains or metabolins that are able to induce the development of hematopoietic stem cells would be also screened from the fecal microbiota pools of both human and zebrafish by using our GF zebrafish model. Furthermore, epigenetic regulators (such as gene chd7) that might be involved in the interaction between intestinal microbiota and hematopoiesis would also be analysed. Thus, the results that could been generated from this project may provide new strategies for the development of clinical treatments on graft-versus-host disease after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation through regulating intestinal microbiota homeostasis.
近年来,临床和小鼠模型研究都证实肠道菌群对骨髓造血干细胞的功能和稳态产生显著影响,但两者之间的相互作用关系和机制尚不明确。胚胎中造血干细胞的发育是研究骨髓造血干细胞的良好替代模型。其发育过程受到众多内外因子调控的影响与骨髓造血干细胞相似。在本项目中,我们提出以斑马鱼为模式生物,建立无菌胚胎培养方式,分析肠道菌群对造血干细胞发育的影响。通过分析TLR/myd88,NOD1等信号通路、免疫细胞的形态和功能以及细胞因子在无菌培养下的改变来研究机制,并进一步通过对比转录组的差异来筛选其它作用分子。利用无菌斑马胚胎,本项目还将鉴定不同的斑马鱼肠道和人肠道菌种及代谢物对造血干细胞发育的调控和选出对干细胞生长促进的菌种或代谢物。此外,本项目还将分析表观遗传学修饰基因如chd7是否参与肠道菌圈对造血干细胞的调节。本项目的研究结果将为临床上调控肠道菌群的平衡与造血干细胞移植相关的治疗提供新的理论依据。

结项摘要

目前在微生物-宿主相互作用的相关研究中,对于共生菌与宿主造血功能调控之间相互作用的研究十分有限。在本研究中,我们以斑马鱼为模式生物,首先通过构建野生型斑马鱼无菌胚胎的培养模型,发现正常肠道菌群的缺失会导致胚胎造血干细胞数量的减少,且这些表型可通过菌群的重定植恢复。证明正常肠道菌群的存在对于维持斑马鱼胚胎血干细胞的正常发育是必要的。我们还进一步证明,肠道菌群可以在胚胎发育过程中通过调节炎症因子的表达,对宿主胚胎造血干细胞的发育进行调控。随后,我们通过对chd8-/-斑马鱼系中肠道菌群失衡和造血干细胞发育异常之间相互关系的研究,验证了肠道菌群失衡与宿主造血干细胞发育异常之间的关联性,且证实通过对肠道菌群失衡状态的矫正,可以在一定程度上使异常的造血干细胞发育得到恢复。此外,本研究通过对菌群中分离出的单菌进行功能验证,发现不同的菌株对于同一宿主的可能存在不同的调控作用,甚至同一菌株在不同宿主中的调控作用也可能不同。我们最终还筛选出了一株可以在一定程度上恢复chd8-/-斑马鱼胚胎中异常的造血干细胞发育表型的菌株(BHI1-3)。本研究中的研究结果以及筛选出的菌株或许将为临床上调控肠道菌群的平衡与造血干细胞功能异常疾病相关的治疗提供新的理论依据。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
A new aminoglycoside etimicin shows low nephrotoxicity and ototoxicity in zebrafish embryos
一种新的氨基糖苷类依替米星在斑马鱼胚胎中表现出低肾毒性和耳毒性
  • DOI:
    10.1002/jat.4093
  • 发表时间:
    2020-10-22
  • 期刊:
    JOURNAL OF APPLIED TOXICOLOGY
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Shao, Weihao;Zhong, Dan;Jing, Lili
  • 通讯作者:
    Jing, Lili

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其他文献

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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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