ARID1B基因变异通过Wnt/β-catenin信号通路导致矮小的分子机制研究

基本信息
批准号:81670812
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:余永国
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:范燕洁,王丽丽,胡国瑞,黄倬,王瑞芳,张霞
关键词:
信号通路斑马鱼模型ARID1B基因矮小
结项摘要

As short stature has huge impact on the life quality of those individuals affected, the research on genetic etiologies and pathogenesis of short stature is a major issue of public health. In our previous studies, we found that variants in the ARID1B gene were associated with both syndromic and non-syndromic short stature. However, the pathogenic mechanisms have not been elucidated. In order to determine the actual outcomes of ARID1B variants in vivo and to research the pathogenesis of short stature, we firstly developed the arid1b knockdown zebrafish model. As a result, we found that arid1b knockdown led to short length and the Wnt/β-catenin pathway might be affected. According to the results of the zebrafish study and relevant literature information, we propose that ARID1B variants cause short stature via the Wnt/β-catenin pathway which is abnormally activated as a result of disrupted function of chromatin remodeling complex (BAF complex), leading to down-regulated expression of genes associated with cartilage development. In order to test the hypothesis, we intend to investigate not only the influence on the BAF complex and the Wnt/β-catenin pathway caused by ARID1B variants but also molecular mechanisms in the zebrafish model and cellular experiments. Moreover, rescue experiments will be performed aiming to discover new targets. The outcomes of the study will not only shed light on the underlying mechanism of short stature caused by ARID1B variants, but also provide new directions for the screening and discovery of novel therapeutic targets.

矮小是影响人口素质的重要因素之一,研究其病因及发病机制是关乎民生的重大问题。我们前期首次发现染色质重塑复合物(BAF复合物)中的ARID1B基因变异与综合征性及非综合征性矮小密切相关,但其致病机制不明。为此我们建立了arid1b knockdown斑马鱼模型,首次在动物体内证实ARID1B表达下调引起矮小;同时发现ARID1B表达下调异常激活Wnt/β-catenin信号通路。因此我们推测ARID1B基因变异可能通过影响其所在的BAF复合物的功能,异常激活Wnt/β-catenin信号通路,引起信号通路下游软骨细胞发育的关键基因表达下调,最终导致矮小。为验证该假设,本研究拟在斑马鱼及体外细胞系中探索ARID1B基因变异对BAF复合物、Wnt/β-catenin信号通路及软骨发育等方面的影响及其机制,并对所发现的重要靶点进行挽救实验,以明确ARIDB基因变异导致矮小的机制及可能的干预靶点。

项目摘要

ARID1B基因单倍剂量不足可导致自闭症、非综合征性和综合征性智力障碍、胼胝体发育不良。生长迟缓是ARID1B基因变异的常见临床症状之一,但相关的机制研究甚少,ARID1B基因变异与矮小的因果关联仍有待明确。本研究证实生长迟缓是ARID1B突变患者的普遍特征,且为ARID1B突变引起Wnt/β-catenin信号通路异常所致。通过分析ARID1B突变患者的体格指标,发现约一半的患者身高达矮小水平,绝大部分患者身高低于平均水平,并且随年龄增长矮小患者所占比例增加。Arid1b敲减斑马鱼体长明显减短,胚胎中软骨和成骨发育相关基因sox9a、col2a1a、runx2b和 col10a1表达异常。ATDC5细胞中Arid1b敲除抑制细胞增殖和分化。Arid1b丧失的斑马鱼胚胎及ATDC5细胞中Wnt/β-catenin信号紊乱。这些结果表明ARID1B基因可能通过Wnt/β-catenin信号通路调节骨骼的发育和生长,可作为生长发育障碍性疾病治疗的重要干预靶点。.本研究还成功建立了ARID1B基因突变患者来源的及ARID1B基因敲除的iPSCs体系,通过研究不同类型iPSCs-MSCs-骨细胞分化过程,有望揭示ARID1B基因变异对早期骨骼发育的影响及可能的干预机制。.本研究完成了项目计划书的所有内容,发表标注受该基金项目资助的SCI论文5篇,并有了进一步研究的方向和实验基础,出色的完成了课题任务。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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