《脂代謝相關基因Apob和Hspg2互作在神經管畸形中的機制》是依託復旦大學，由盧磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：脂代謝相關基因Apob和Hspg2互作在神經管畸形中的機制
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：盧磊
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
神經管畸形(NTD)是多基因複雜疾病，但因胚胎致死、周期過長等因素，多突變小鼠模型建立困難，因此多基因互作在NTD發生中的機制研究匱乏。我們前期引進CRISPR /Cas9系統和孤雄單倍體胚胎幹細胞技術平台，為突破該瓶頸提供可能。我們通過二代測序在NTD患者佇列中檢測大量新發突變，其中在5例嚴重NTD患者中檢出APOB和HSPG2雙基因錯義突變的重複發生，高度提示二者在NTD發生中的重要性。二者均為脂代謝相關基因，已知單獨敲除的小鼠模型均有NTD表型，但人源性點突變的致病性不明，亦無雙突變互作研究。本項目將運用前述技術建立Ａpob和Ｈspg2雙基因點突變小鼠模型，深入研究人源性的Ａpob和Ｈspg2的突變及其互作在NTD發生中的機制。項目的實施將豐富NTD產前篩查基因清單，並為研究出生缺陷多基因致病機制提供重要手段和思路。
結題摘要
神經管畸形（Neural tube defects）NTDs發病原因複雜，可由染色體畸變、基因突變等遺傳因素或環境因素引起。研究NTDs的發病機制，尋找其關鍵致病基因及突變，為完善早期遺傳診斷體系、出生缺陷防治及試管嬰兒的篩選具有重要意義。小鼠模型是研究基因突變致病機制必要且有效的工具。在小鼠基因組中，根據人源性突變位點做相應的同源基因編輯，通過表型可以研究突變位點的致病性和機制。但是，由於NTD小鼠表型嚴重，往往胚胎致死，大量突變小鼠的建立面臨諸多困難：周期長、成本高。所以，採用傳統方法難以實現動物水平對突變的功能篩查。而藉助於CRISPR/Cas9和單倍體胚胎幹細胞技術，從理論上可以突破這一瓶頸。基於此，我開展以下兩個方面的工作：第一部分：利用基於單倍體胚胎幹細胞技術的“半克隆小鼠”方法，建立15個來自人NTDs病例的點突變小鼠模型。我們前期利用二代測序，發現多達15例病例攜帶HSPG2基因全新突變。利用“半克隆小鼠”技術我們在7個月的時間內獲得所有的15個點突變Knockin小鼠，發現多個突變小鼠特別是位於第5個結構域內突變小鼠，呈現明顯的NTD表型。藉助於表型分析、組織學以及免疫學實驗，我們對突變位點做出致病性的評判。該研究手段和思路可以為之後的出生缺陷研究借鑑。第二部分：我們對於HSPG2基因中，位於第5結構域的突變的致病機制展開研究。藉助於“半克隆技術”獲得的點突變小鼠、基因標籤小鼠以及多點突變小鼠，同時結合生物化學、組織學、細胞實驗以及免疫學實驗。我們發現HSPG2第5個結構所分離的獨立蛋白結構，endorepellin分子，在早期胚胎髮育過程中，對於抑制神經幹細胞過早分化至關重要。並且在這個調控作用中，endorepellin主要通過神經細胞粘附因子Neurexin等抑制分化。我們這一部分工作，對於闡述HSPG2在早期胚胎神經管發育中的功能，挖掘出了新的分子機制。
