《卟啉症新病理的分子遺傳和基因組解析》是依託蘇州大學，由王晗擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：卟啉症新病理的分子遺傳和基因組解析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王晗
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
卟啉症是一組複雜的綜合症。為了深入地研究其中的人類肝紅細胞生成性卟啉症（hepatoerythropoietic porphyria，HEP），我們率先建立了第一個也是唯一一個該病的動物模型，即HEP斑馬魚。我們通過對這個HEP斑馬魚的微列陣分析，成功地發現了血紅素參與調節一組胰腺酶原基因表達，從而首先揭示了HEP患者可能會有胰腺問題的新機制。本項研究將利用高通量深度測序轉錄組分析，原位雜交和實時定量PCR等技術繼續對HEP斑馬魚進行更深入地解析，發現和研究受HEP影響的在神經，造血，心血管，腎臟和胰腺等的細胞和組織中有差異表達的各種基因，以期在分子遺傳水平上界定那些複雜的往往非特異的症狀，從而闡明該卟啉症新的分子遺傳和基因組發病機制。我們將利用嗎啉環修飾敲降等技術闡明血紅素對胰腺酶原基因表達調節的分子遺傳機制。我們這些研究將會為診斷，預防和治療這組複雜的綜合症提供新的和準確的科學依據。
結題摘要
我們圓滿地完成了研究基金預定的各項任務。首先我們確定了血紅素能夠調節斑馬魚胰腺酶原基因的表達，並通過實驗進一步闡明了其分子機制,為卟啉症的診斷和治療提供新的參考。雙色原位雜交實驗結果顯示斑馬魚的bach1b, nrf2a 和mafK基因均在胰腺中有表達。過表達和敲降實驗表明nrf2a 作為正向調節因子能夠激活胰腺酶原基因的表達，而bach1b作為負調節因子能夠抑制胰腺酶原基因的表達。體外細胞轉染實驗證明了Bach1b/Nrf2a-MafK複合體通過與胰腺酶原基因中的MARE序列結合發揮調節作用。染色質免疫沉澱（ChIP）實驗證明了正常情況下Nrf2a-MafK與MARE序列結合併激活下游胰腺酶原基因的表達，而在血紅素缺失的情況下Bach1b-MafK與MARE結合併抑制胰腺酶原基因的表達。血紅素通過改變正負調節因子與MARE的結合來實現對胰腺酶原基因表達的調控。這是首次闡明血紅素對胰腺胰腺酶原基因表達的調控的嶄新機制。其次我們通過高通量深度轉錄組測序技術對兩種血紅素缺失的斑馬魚突變體進行了不同發育時期的轉錄水平分析。與野生型對比結果顯示，血紅素合成缺陷的突變體在不同發育時期都有多種基因表達發生顯著的變化，不同發育時期和不同突變體中差異表達的基因也有部分重疊。我們還運用TALEN和CRISPR/Cas9基因組修飾技術構建尚未有報導的血紅素合成途徑中的第二個(5-氨基酮戊酸脫水酶,ALAD)、第三個(膽色素原脫氨酶, PBGD或羥甲基膽汁合酶HMBS)和第六個酶(糞卟啉原氧化酶,CPOX)缺失的斑馬魚突變體，並成功得到了相應基因的F0代突變體，為研究相應卟啉症的發病新機制奠定了堅實基礎。
