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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:
55.0 万元
负责人:
李丽
依托单位:
学科分类:
心肌损伤、修复、重构和再生
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李丽

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
心肌细胞分化命运的时空动态调控是一个重要的科学问题,但是涉及的信号通路如何由RNA结合蛋白介导知之甚少。我们分析发现:RNA结合蛋白SAMD4在人类/小鼠胚胎干细胞定向心肌细胞分化的阶段转换过程中,呈现表达差异趋势协同,并呈现了潜在关键驱动基因的特征;此外,SAMD4在小鼠心脏发育早期特异高表达,且潜在靶向FGF2/FGF18;进一步在小鼠心肌细胞分化模型中,敲低SAMD4显著抑制心肌细胞分化。结合他人证据:SAMD4异常可导致小鼠生长受限并抑制mTOR信号通路。我们推测:SAMD4靶向FGF2/FGF18介导PI3K/AKT/mTOR信号通路,从而维持心肌细胞的正常分化。为此,我们拟结合SAMD4敲除小鼠及人/小鼠胚胎干细胞定向心肌细胞分化模型,利用分子、细胞和电生理等实验方法,阐明SAMD4如何调控心肌细胞分化的分子细节,为心脏再生理论和先天心脏病机制提供科学依据。
英文摘要
The spatiotemporal dynamic regulation of cardiomyocyte differentiation fate is an important scientific issue. It is not entirely clear how the signaling pathways involved are mediated by the RNA binding proteins. Our previous study found that the RNA binding protein SAMD4 showed a concordant differential expression during the cardiomyocyte differentiation in human and mouse and the characteristics of key driver genes. In addition, SAMD4, specific and highly expressed in the early stages of cardiac development, could target FGF2/FGF18. The knockdown of SAMD4 could significantly inhibit cardiomyocyte differentiation. Combining previous founding that abnomal SAMD4 resulted in growth restriction and inhibition of the mTOR signaling pathway in mice, we speculate that SAMD4 can mediate PI3K /AKT/mTOR signaling pathway by targeting FGF2/FGF18 to maintaining normal differentiation of cardiomyocyte. Therefore, we will explore the mechanism of SAMD4 in regulation of cardiomyocyte differentiation using molecular biology and others methods in SAMD4-knockout mouse model and the cardiomyocyte differentiation model of human/mouse embryonic stem cell in vitro. We hope this study will provide experimental evidence for the theory of cardiac regeneration and congenital heart disease mechanism.
RNA结合蛋白几乎参与了心脏发育的全过程,其在心肌细胞分化中的异常将影响心脏的早期发育,与先心病的发生密切相关。我们前期研究结果发现RNA结合蛋白SAMD4A(sterile alpha motif domain containing 4A)在各分化阶段转换中均起关键作用,且在心脏组织中特异性高表达。SAMD4A在生长发育及代谢方面发挥重要作用,与人类疾病密切相关,其在心脏早期发育过程中的作用及具体的调节机制尚未被阐明。本研究基于人胚胎干细胞诱导分化心肌细胞模型,建立SAMD4A敲低及过表达人胚胎干细胞系,探究SAMD4A在心肌细胞分化过程中的作用及具体调控机制。结果显示:1)SAMD4A影响hESCs的增殖及心肌细胞谱系分化。本研究主要发现RNA结合蛋白SAMD4A,在人和小鼠胚胎发育过程中在心脏组织中高表达,并在人和小鼠胚胎干细胞向心肌细胞分化过程中表达上调,在诱导生成的心肌细胞中高表达。在人胚胎干细胞中敲低SAMD4A抑制hESCs的增殖,但不影响hESCs的多能性。进一步,我们发现SAMD4A敲低后抑制人胚胎干细胞向心肌细胞分化,相反,过表达SAMD4A促进hESCs增殖,并促进人胚胎干细胞向心肌细胞分化,说明SAMD4A对于hESCs的增殖及心肌细胞谱系分化是必不可少的;2)SAMD4A调控FGF2/FGFR2信号轴介导AKT信号通路级联反应影响hESCs向心肌细胞分化。机制探究中,我们发现SAMD4A通过调控FGF2介导AKT信号转导。FGF2敲低可以抵消SAMD4A对hESCs的促增殖作用及对AKT信号转导的影响。进一步证明SAMD4A通过结合FGF2发挥调控作用。作为RNA结合蛋白通过特异性结合含有CNGG/CNGGN基序的结合位点影响FGF2 mRNA稳定性和蛋白翻译。同时,施加FGFR2抑制剂可减弱SAMD4A过表达对hESCs促增殖作用。综上所述,本研究发现了SAMD4A在心肌细胞分化过程中的全新调控机制,即SAMD4A调控FGF2/FGFR2信号轴介导AKT信号通路级联反应。可以为更好地理解心脏的早期发育过程及探究先心病致病机理提供理论基础。
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:
ERG1介导Integrinβ1维持大鼠心脏发育信号稳态的研究
  • 批准号:
    81870242
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 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:
国内基金
海外基金