基于DNA甲基化研究扩张型心肌病致心力衰竭的表观遗传学机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31801068
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    27.0万
  • 负责人：
    宋伸
  • 依托单位：
    中国医学科学院阜外医院
  • 学科分类：
    C0601.遗传物质结构与功能
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

DNA methylation is an epigenetic modification which plays an important role in gene expression. Abnormal DNA methylation may lead to the occurrence and development of diseases process. Dilated cardiomyopathy (DCM) is one of the main causes of systolic heart failure, and DNA methylation is likely to play an important role in the process of heart failure caused by DCM. In the present study, Infinium 850K Human Methylation BeadChip was used for high-density epigenome-wide mapping of DNA methylation in left-ventricular tissues and whole peripheral blood of living probands. DNA methylation patterns and expression profiles of cardiac tissues were identified in patients with end-stage DCM. The relationship between DNA methylation and gene expression levels will be investigated. Identification of distinct epigenetic methylation patterns that are conserved between the cardiac tissues and peripheral blood will provide novel epigenetic biomarkers for heart failure.
DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰，在基因的转录调控方面起着重要作用，而异常的DNA甲基化修饰能够导致疾病的发生和发展。扩张型心肌病（dilated cardiomyopathy，DCM）是导致收缩性心力衰竭的主要原因之一，DNA甲基化很可能通过调节基因的表达在DCM致心力衰竭过程中发挥重要作用。本项目拟采用Infinimum 850K Human Methylation BeadChip芯片对DCM终末期患者和正常心脏组织左心室进行DNA甲基化的扫描和转录组测序，确定DCM终末期患者心脏组织的DNA甲基化图谱和表达谱特征，挖掘与DCM终末期患者心肌组织中DNA甲基化水平与基因表达水平之间的关系，构建相关的DNA甲基化-基因表达网络；在DCM终末期患者和正常人的心脏和外周血进行差异DNA甲基化位点进行鉴定，在外周血中挖掘与DCM相关的表观遗传标记，为DCM的前期诊断与治疗提供新的思路。

结项摘要

扩张型心肌病是导致收缩性心力衰竭的主要原因之一，DNA甲基化很可能通过调节基因的表达在扩张型心肌病致心力衰竭过程中发挥重要作用。本项目采用Illumina 850K Human Methylation BeadChip芯片对扩张型心肌病终末期患者和正常心脏组织左心室进行DNA甲基化的扫描和转录组测序，确定扩张型心肌病终末期患者心脏组织的DNA甲基化图谱和表达谱特征，构建相关的DNA甲基化-基因表达网络，鉴定相关的表观遗传标记；本项目对不同因素导致的扩张型心肌病致心衰的心肌组织转录谱和DNA甲基化图谱进行了比较，并尝试采用基因编辑技术对遗传原因导致的扩张型心肌病的治疗作用进行初步探索。. 结果显示，与正常心脏相比，扩张型心肌病致心衰的心脏中DNA甲基化位点发生了较大变化，共检测到差异甲基化位点8487个，涉及基因4200个。这些基因与参与分化的细胞形态、GTP酶活性调节和基于激动蛋白纤维进程等通路相关。其中CYC1、TNNT2等参与线粒体的能量代谢相关和肌节结构相关的重要基因的甲基化变化在扩张型心肌病致心衰发生发展中发挥了重要作用，是扩张型心肌病中DNA甲基化修饰的重要候选基因。遗传性扩张型心肌病和因酒精导致的扩张型心肌病心肌组织中转录图谱和DNA甲基化图谱存在较大差异，为不同因素导致的扩张型心肌病的分子发病机制提供了初步见解。采用CRISPR/Cas13b系统敲低人源TNNT2R141W mRNA的表达，可以恢复扩张型心肌病小鼠心脏的形态、有效改善扩张型心肌病小鼠的心功能，心肌纤维化、心衰等症状也得到明显好转，表明CRISPR/Cas13b系统特异性较好，可以特异性敲低突变的TNNT2R141W mRNA，而对小鼠自身的TNNT2 mRNA不产生影响。. 本研究初步绘制了因扩张型心肌病致心衰的图谱，为因扩张型心肌病致心衰的表冠遗传学机制探索奠定了基础，同时也为因扩张型心肌病致心衰的前期诊断与治疗提供了潜在靶点。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Proteogenomics Integrating Reveal a Complex Network, Alternative Splicing, Hub Genes Regulating Heart Maturation.
蛋白质基因组学整合揭示了调节心脏成熟的复杂网络、选择性剪接、枢纽基因
  • DOI：
    10.3390/genes13020250
  • 发表时间：
    2022-01-28
  • 期刊：
    Genes
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Yang H;Liu W;Song S;Bai L;Nie Y;Bai Y;Zhang G
  • 通讯作者：
    Zhang G
Filamin C in cardiomyopathy: from physiological roles to DNA variants
心肌病中的细丝蛋白 C：从生理作用到 DNA 变异
  • DOI：
    10.1007/s10741-021-10172-z
  • 发表时间：
    2021-09-17
  • 期刊：
    HEART FAILURE REVIEWS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Song，Shen;Shi，Anteng;Nie，Yu
  • 通讯作者：
    Nie，Yu
应用CRISPR/Cas13b编辑技术治疗TNNT2~(R141W)转基因小鼠的扩张型心肌病
  • DOI：
    10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.12.1338
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    中国生物化学与分子生物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    匡歆;王玉瑶;聂宇;李昊;陈显达;廉虹;刘立会;李佳成;郭睿
  • 通讯作者：
    郭睿

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其他文献

基于高通量测序技术的山羊遗传多样性及其生产性状研究进展
  • DOI：
    10.16431/j.cnki.1671-7236.2017.10.019
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    中国畜牧兽医
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    宋伸;杨敏;蒋琳;马月辉
  • 通讯作者：
    马月辉
奶山羊种质资源及产奶性状相关分子生物学研究进展
  • DOI：
    10.13881/j.cnki.hljxmsy.2017.04.0095
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    黑龙江畜牧兽医
  • 影响因子：
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  • 作者：
    玛哈巴·肉孜;杨敏;宋伸;陈潇飞;蒋琳;马月辉
  • 通讯作者：
    马月辉
iTRAQ技术及其在动物蛋白质组学中的研究进展
  • DOI：
    10.13881/j.cnki.hljxmsy.2016.0560
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    黑龙江畜牧兽医
  • 影响因子：
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  • 作者：
    陈潇飞;何晓红;叶绍辉;宋伸;杨敏;王月月;马月辉
  • 通讯作者：
    马月辉
山羊VPS13C和EIF4G1基因多态性及其与产奶性状关联性分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    家畜生态学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    玛哈巴·肉孜;宋伸;潘建飞;杨敏;孟详人;赵金山;蒋琳;马月辉
  • 通讯作者：
    马月辉

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

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          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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