课题基金 / 基金详情

基于单细胞多组学数据整合分析的帕金森病免疫机制研究

批准号:
62072143
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
姚丽芬
依托单位:
学科分类:
生物信息计算与数字健康
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
姚丽芬

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
研究表明帕金森病(Parkinson’s Disease,PD)可能是一种自身免疫性疾病,深入研究其免疫机制对PD临床诊疗有重要意义。近年来单细胞测序技术在肿瘤、阿尔茨海默病等复杂疾病研究中取得巨大成功,然而尚未应用在PD研究中。本项目团队通过对PD患者和正常人进行单细胞测序,发现PD患者外周血中存在疾病特异的T细胞亚群。然而,现有单细胞组学大数据分析工具和软件方法不足以全面揭示PD免疫系统的复杂性。为此,本项目拟从PD基因组、单细胞转录组和免疫组数据出发,优化和开发有针对性的整合、降噪和聚类算法,构建精细的PD免疫图谱,整合贝叶斯推断、隐马尔可夫模型等筛选PD特异淋巴细胞亚群以及TCR/BCR序列,提出基于深度学习PD新生抗原预测模型和算法,多组学数据整合构建单细胞层面基因调控模型,并结合生物学实验进行验证。研究成果不仅为揭示PD免疫机制奠定基础,也将可能推动PD免疫疗法研发。
英文摘要
Studies have shown that Parkinson's disease (PD) may be an autoimmune disease, in-depth study of its immune mechanism is of great significance for the clinical diagnosis and treatment of PD. In recent years, single cell sequencing technology has achieved great success in the research of tumor, Alzheimer's disease and other complex diseases, but it has not been applied in PD research. By sequencing the single cells of PD patients and normal people, our team found that there were disease-specific T cell subsets in the peripheral blood of PD patients. However, the existing big data analysis tools and software methods are not enough to fully reveal the complexity of PD immune system. Therefore, this project plans to optimize and develop targeted integration, noise reduction and clustering algorithms based on PD’s genome, single cell transcriptome and immune group data, build a fine PD immune map, integrate Bayesian inference, hidden Markov model, etc. to screen PD specific lymphocyte subsets and TCR / BCR sequences, and propose a new PD antigen prediction model and algorithm based on deep learning. Gene regulation model on single cell level was constructed based on multi-omics data integration and validated by biological experiments. The research results will not only lay a foundation for revealing the immune mechanism of PD, but also promote the development of immunotherapy of PD.
帕金森病(Parkinson’s Disease,PD)是第二大常见的神经系统退行性疾病,其典型病理特征是黑质致密部多巴胺能神经元变性。越来越多的证据表明,外周适应性免疫系统的激活能够损害血脑屏障功能、促进中枢神经系统(central nervous system,CNS)免疫浸润、触发持续的和增强的免疫反应驱动神经元死亡。单细胞组学革命改变了对生物学和疾病的基本认知,且在肿瘤、阿尔茨海默病等复杂疾病研究中被广泛应用。然而,目前关于PD的免疫机制仍未得到系统阐述、关于PD的单细胞组学分析技术仍未开发。本课题以PD患者与正常人外周血淋巴细胞为主要研究对象,利用单细胞测序技术,系统地研究了PD患者淋巴细胞亚群结构和功能变化的分子基础,筛选出PD特异的T细胞受体和B细胞受体,深入解析了PD特异性免疫应答“TCR-MHC-抗原肽”的分子基础,探索PD特异性T细胞CNS免疫浸润的潜在机制,明确神经炎症对PD发生发展的重要意义。我们的结果显示,PD患者外周血中存在特异性未转换基因B细胞亚群、终末分化的效应性T细胞亚群的激活以及特定TCR的克隆扩增。进一步,我们发现了PD特异性T细胞具有分泌干扰素γ(Interferon-γ,IFN-γ)与血管内迁移特征,并通过与CNS内皮细胞的配体-受体分子互作机制破坏血脑屏障,继而诱导T细胞CNS浸润。此外,我们揭示了CNS内小胶质细胞活化并发生IFN-I免疫应答,后者参与神经元凋亡。本课题的研究结果表明,PD存在明确的外周与中枢免疫激活,促进了PD的发生与发展,也为PD免疫干预策略的研发提供了潜在的治疗靶点。
RAGE/S100B axis在癫痫发生中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81471326
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    姚丽芬
  • 依托单位:
sRAGE mRNA 3'未翻译区相关microRNA的鉴定及其在阿尔茨海默病治疗中的作用研究
  • 批准号:
    81271208
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    16.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    姚丽芬
  • 依托单位:
国内基金
海外基金