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先天性甲状腺发育不全新候选致病基因NKX6.2的分子致病机制及其遗传学研究

批准号:
82071683
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
刘世国
依托单位:
学科分类:
新生儿相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘世国

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
甲状腺发育不全(TD)包括甲状腺缺如、异位和发育不良,约占先天性甲状腺功能低下 (CH)85%。遗传因素是TD重要原因,仅为数不多致病基因被发现。前期对381例TD患儿全外显子重测序发现NKX6.2是TD候选致病基因。本研究已构建nkx6.2敲降引起斑马鱼发育滞后畸形等CH模型,拟系统阐述nkx6.2在甲状腺发育中作用;采用RNA测序筛选与体内外实验证实nkx6.2与jag1-Notch的靶向关系,通过激活和抑制Notch通路,阐明nkx6.2与jag1-Notch信号通路互作对甲状腺发育的影响。依托已建立大型CH资源库,对800例TD采用Miseq高通量二代测序进行NKX6.2遗传学验证,以鉴定新TD致病基因;探究已发现4个新NKX6.2错义突变对JAG1启动子区激活与结合能力、蛋白核定位和细胞增殖与迁移等影响,揭示TD分子致病机理。本研究将为CH遗传学干预与治疗及产前诊断提供新理论依据
英文摘要
Thyroid dysgenesis (TD) includes thyroid agenesis, hypoplasia and ectopic, accounting for 85% of congenital hypothyroidism ( CH ). Genetic factor is an important cause of TD. Currently, only a few TD causive candidate genes have been found. In our previous study, we have found that NKX6.2 may be the candidate gene for TD by whole exome sequencing of 381 TD cases. In this study, a CH model of zebrafish caused by nkx6.2 knockdown has been established to systematically explain the role of nkx6.2 in thyroid development; the targeted relationship between nkx6.2 and Jag1-notch signal pathway verified by RNA-sequencing screening will be validated in vivo and in vitro, and the effect of nkx6.2- Jag1-Notch interaction on thyroid development will be clarified by activating and inhibiting Notch pathway. Besides, based on the a large-scale established CH genetic resource database , we proposed to verify the genetic mutations in the whole NKX6.2 by the Miseq next generation high-throughput sequencing in 800 TD cases in the Chinese population to identify new pathogenic gene for TD. Furthermore, on the basis of 4 novel missense mutations in NKX6.2, we will explore the effects of these NKX6.2 mutations on Jag1 promoter activation ability, protein binding capacity, protein nuclear localization and cell proliferation and migration further to reveal the molecular pathogenesis of TD. This study will provide a new theoretical basis for the genetic intervention and treatment and prenatal diagnosis.
课题组前期对381例TD患儿全外显子重测序发现5个NKX6.2突变(c.388C>A/p.P130T、c.32T>C/p.L11P 、c.609G>T/p.W203C 、c.782C>T/p.S261L和c.280G>A/p.G94R),提示NKX6.2是TD候选致病基因。本研究通过构建斑马鱼nkx6.2敲降模型发现nkx6.2敲降影响斑马鱼胚胎发育,主要表现出不同程度的AP轴缩短、小头、小眼、咽部短粗、围心腔水肿、尾部弯曲等,整体表现为发育滞后。同时甲状腺发育也受到明显影响,表现为甲状腺形态异常、滤泡的定位、形成和迁移异常。nkx6.2敲降后Tg蛋白表达水平和斑马鱼胚胎组织T4水平显著下调。实验证明nkx6.2的敲降会显著影响48hpf时甲状腺发育关键转录因子nkx2.1a、pax2a和hhex的时空表达。通过对斑马鱼转录组数据分析发现Wnt信号通路、Notch信号通路等重要发育调控信号被显著富集出来。qPCR结果证明NKX6.2影响对Wnt/β-catenin和Notch信号通路的激活。同时我们对Wnt信号通路对甲状腺发育的影响进行了进一步研究。课题组利用已有的遗传资源库,对479例TD患者的NKX6-2基因进行靶向测序遗传学放大验证,最终在5例TD患者(2例甲状腺异位,3例甲状腺发育不良)中发现4个不同的突变c.196C>T/p.R66W、c.436G>C/p.G146R、c.58C>T/p.H20Y c.58C>T/p.H20Y、c.354G>A/p.W118X。结合前期基础进行基因型表型关系分析没有发现突变热点或显著的基因型和表型的关系,需要进一步扩大分析。针对L11P,G94R,W203C和S261L变体的功能学实验研究发现,与野生组相比,G94R变体NKX6.2 mRNA表达水平显著降低,G94R、W203C 和S261L 组的NKX6.2 蛋白表达水平显著降低,L11P变体对Wnt/β-catenin信号通路的激活能力显著降低。突变体对细胞增殖和迁移能力没有明显影响。综上,本研究利用斑马鱼模型探讨了nkx6.2敲降对影响甲状腺发育的作用机制,并对NKX6.2变异的分子致病机理深入探讨,本研究进一步揭示TD分子致病机理,为遗传学干预和治疗提供新理论依据。
抽动秽语综合征易感基因ASH1L突变遗传学及其介导纹状体直接与间接通路调控失衡的致病机制研究
  • 批准号:
    82371546
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    49万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    刘世国
  • 依托单位:
抽动秽语综合征相关的染色体易位核型(1q43;5q21)断裂点区域候选基因鉴定及其分子遗传学的研究
  • 批准号:
    81371499
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    刘世国
  • 依托单位:
中国遗传性痉挛性截瘫家系SPG19致病基因候选克隆的研究
  • 批准号:
    30971586
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    刘世国
  • 依托单位:
国内基金
海外基金