新发现的人类SCCM基因RNF213失功能状态下致脑异常静脉形成的MAPK信号通路机制
批准号:
82071286
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
盛文利
依托单位:
学科分类:
脑血管结构、功能异常及相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
盛文利
中文摘要
人类散发性脑海绵状血管畸形(SCCM)的责任基因不明。我们近期的研究,对31例SCCM患者进行外显子组测序,新发现5例(16.1%)存在RNF213有害杂合突变,推理是SCCM的责任基因。在自创的两个品系的rnf213-/-(rnf213失功能状态下)斑马鱼中,发现了与人类SCCM高度相似的脑异常静脉血管表型(静脉血管发生、桑葚样表型、畸形血管无或慢血流),RNA-seq和RT-qPCR证实该模型的kbtbd7、anxa6基因表达下调,表型拯救证实脑异常静脉血管网部分逆转,但其形成机制不明。拟建立SCCM临床队列,行外显子组测序、7T MRI/SWI检查及病变组织生物学特征分析,发现其静脉异常/静脉构筑的特点及其与RNF213有害突变的关联;并在自创新的rnf213-/-斑马鱼、Rnf213-/-小鼠模型中进一步比较验证以脑静脉异常为核心标志的MAPK信号通路机制,为诊断和治疗提供新靶标。
英文摘要
The gene responsible for sporadic cerebral cavernous malformation (SCCM) is unidentified. In our recent study, among 31 SCCM patients, we identified 5(16.1%) patients carrying 6 heterozygous deleterious mutations of RNF213(Ring finger protein 213 gene) by whole exome sequencing. Thus we identified RNF213 as a novel candidate gene for human SCCM. In our previous study, we successfully generated two rnf213-/-mutant lines using zebrafish model and found some abnormal cerebral venous phenotypes (venogenesis, mulberry-like phenotype, disordered or slow flow in malformations), which was reminiscent of human cerebral cavernous malformation. RNA-seq and subsequent RT-qPCR demonstrated that the expression level of kbtbd7 and anxa6 in the rnf213 mutants were significantly downregulated. What’s more, the abnormal cerebral vein was rescued partly after kbtbd7 mRNA or anxa6 mRNA injection, but the underlying mechanism of abnormal cerebral vein formation is unclear. To explore the potential molecular mechanism, a clinical SCCM cohort should be established, and subsequent whole exome sequencing, 7T MRI/SWI imaging and biological characteristics of the lesion would be analyzed in patients, to reveal the correlation between venous abnormalities and RNF213 gene mutations. Finally, we would further verify the MAPK signal pathway, which may involve in the formation of cerebral venous abnormalities, in the self-established rnf213-/- zebrafish and Rnf213-/- mouse.This study will supply the new diagnostic and/or therapeutic targets (abnormal cerebral venous) for SCCM patients.
本研究利用临床样本、小鼠和斑马鱼动物模型以及体外细胞模型,结合转录组测序、单细胞测序和信号通路分析,系统性地探索了RNF213基因在脑血管疾病(主要为海绵状脑血管畸形(CCM)和烟雾病(MMD))中的功能。主要研究结果如下:(1)发现敲低RNF213后YAP/TAZ在细胞核内显著积累,提示Hippo通路活性增强,导致VEGFR2过度表达及血管内皮细胞病理性增殖。进一步通过使用YAP/TAZ抑制剂干预,逆转了异常表型。该研究表明Hippo通路异常是RNF213失功能引发血管增殖的重要机制。(2)单细胞测序分析CCM病变组织显示,血管内皮细胞亚群中PVT1基因显著上调,提示其在血管畸形形成过程中具有重要调控作用。(3)在Rnf213敲除小鼠模型中,检测到血管外染料渗漏增加,表明血脑屏障功能受损。免疫荧光与免疫印迹分析显示紧密连接蛋白表达水平显著下降以及周细胞丢失。该研究验证了RNF213缺失与周细胞减少及血脑屏障破坏之间的关联。(4)RNF213敲低的细胞模型中TGFBR2表达水平显著下调,伴随紧密连接蛋白表达下降。过表达TGFBR2可逆转内皮细胞屏障功能破坏。研究证实了TGF-β通路是RNF213失功能引发内皮细胞屏障功能破坏的重要机制。(5)通过DSA影像分析MMD患者的静脉系统变化,发现静脉显影评分降低及静脉充盈时间延长。此外,患者表现出额外静脉引流方式改变,提示静脉系统在MMD病理进程中的潜在作用。(6)Rnf213敲除小鼠在缺血-再灌注损伤(CIRI)模型中表现出梗死体积显著减少和抗凋亡能力增强。进一步分析表明,RNF213通过Akt/GSK-3β/β-catenin/Bcl-2通路调控细胞存活。研究揭示了RNF213在脑缺血损伤中具有神经保护作用。本项目的研究成果系统阐述了RNF213在CCM和MMD等脑血管疾病中的多维调控机制,通过多模型验证了其在信号通路调控中的核心功能。研究成果为脑血管疾病机制提供了重要理论依据,并为靶向治疗策略的开发提供了新思路。
探究烟雾病中RNF213缺失介导的小胶质
细胞活化对血脑屏障结构及功能的影响
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:盛文利
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依托单位:
高度模拟人类烟雾病和烟雾综合征血管和遗传特征并稳定遗传的斑马鱼和小鼠模型的构建、鉴定、比较和标化
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批准号:81671132
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项目类别:面上项目
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资助金额:76.0万元
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批准年份:2016
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负责人:盛文利
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依托单位:
以RNF213基因创始者突变p.R4810K为TALENs核心靶点构建的新Moyamoya病斑马鱼遗传模型
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批准号:81471180
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2014
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负责人:盛文利
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依托单位:
缺血性脑卒中A-S-C-O亚型/血管病变表型与易感基因群生物谱的相关性研究
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批准号:81070912
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2010
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负责人:盛文利
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依托单位:
DMD基因内含子高不稳定性与外显子缺失的相关性研究
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批准号:30271378
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项目类别:面上项目
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资助金额:19.0万元
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批准年份:2002
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负责人:盛文利
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依托单位:
缺失型DMD基因内连接片的克隆和缺失假设的验证
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批准号:39700048
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:1997
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负责人:盛文利
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依托单位:
国内基金
海外基金