CADASIL中NOTCH/NF-κB/Rho激酶通路介导的微丝骨架异常及小动脉病变机制研究
批准号:
82101355
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
令晨
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:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
令晨
中文摘要
CADASIL是由NOTCH3基因突变引起的遗传性脑小血管病,其发病机制不明且缺乏有效治疗手段。课题组前期研究表明CADASIL患者存在脑小动脉血流调节功能异常,其血管平滑肌细胞存在微丝骨架异常及NOTCH通路上调介导的NF-κB激活。既往研究表明NOTCH蛋白可以通过非经典通路激活NF-κB及Rho激酶通路,且NF-κB激活可以促进Rho激酶通路活化。我们推测CADASIL中存在由NOTCH/NF-κB/Rho激酶通路介导的微丝骨架异常,最终导致血管平滑肌细胞及小动脉功能异常。本研究中我们将利用患者组织、小鼠模型及诱导多能干细胞模型分别从组织和细胞层面验证上述假说,同时借助Hela细胞从分子层面深入研究NOTCH、NF-κB及Rho激酶通路相互调控的机制,最后在小鼠模型及诱导多能干细胞模型中应用小分子抑制剂改善血管平滑肌细胞及小动脉功能,为CADASIL发病机制和治疗方法的研究提供思路。
英文摘要
CADASIL is a hereditary cerebral small vascular disease caused by NOTCH3 gene mutations. Its pathogenesis is unknown and there is no effective treatment. Our previous study showed that the blood auto-regulation function of cerebral small arteries was abnormal in patients with CADASIL. In addition, there were microfilaments disorganization and NF-κB activation mediated by up-regulation of NOTCH pathway in CADASIL vascular smooth muscle cells. Previous studies have shown that NOTCH can activate NF-κB and Rho kinase pathway through non-canonical pathway. And activated NF-κB can promote the activation of Rho kinase pathway. Therefore, we speculate that there are microfilaments abnormalities mediated by NOTCH/NF-κB/Rho kinase pathway in CADASIL, which further leads to dysfunction of vascular smooth muscle cells and cerebral small arteries. In this study, we will use patient tissues, mouse model and induced pluripotent stem cell model to verify the above hypothesis from the tissue and cell level respectively. At the same time, Hela cells will be used to further study the mechanism of mutual regulation among NOTCH, NF-κB and Rho kinase pathways. Finally, we will try to use inhibitors to improve the function of vascular smooth muscle cells and cerebral small arteries in mouse model and induced pluripotent stem cell model. Our research will provide clues for the future research of disease pathogenesis and treatments.
CADASIL是由NOTCH3基因突变引起的遗传性脑小血管病,其发病机制未明。课题组前期借助7.0-T MRI发现CADASIL患者的血脑屏障功能障碍,为这一有争议的疾病表型提供了更可靠的影像学证据。但患者血脑屏障功能障碍的机制未明。本项目建立了CADASIL的基因编辑小鼠模型和原代细胞模型,完成了小鼠和原代细胞的疾病相关表型鉴定,在小鼠模型上进一步证实了该病存在血脑屏障功能障碍并进行了血脑屏障功能障碍机制的研究,发现周细胞异常可能是患者血脑屏障功能障碍的关键因素,为今后的疾病的治疗提供了新方向。同时,本项目还基于前期工作基础建立了约250例的CADASIL临床队列和20例的CADASIL-2临床队列,涵盖患者临床表型、神经影像、基因型、病理等完整信息的研究队列及生物标本库(包括血清、血浆、DNA、皮肤组织样本)。在上述临床队列的基础上,首次系统研究CADASIL患者的神经精神症状,并发现神经精神症状会对CADASIL患者的日常生活功能产生不利影响,神经精神症状与患者MRI病变负荷也有相关性,进一步拓展了疾病的临床表型谱。使用OCTA发现CADASIL患者黄斑区血管密度和灌注密度降低,并发现其与MRI病变严重程度和认知功能障碍有关,为疾病提供了一个无创、便捷地评估病情的方法。首次提出CADASIL-2存在独特的微出血分布模式,这有望成为该病的特异性影像学表现。项目负责人还参与撰写了《中国遗传性脑小血管病临床实践工作建议》,促进了我国遗传性脑小血管病的规范化诊断和治疗。本项目执行期间共发表SCI文章9篇,参与国内外学术交流活动及会议11次,培养已毕业博士研究生1名,培养在读博士研究生2名。
国内基金
海外基金