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曹 莹
来源:  作者:  发表时间:2011-12-08  阅读次数:5861次

姓        名:曹 莹

行政职务:院长助理

学         位:博士

导师情况:博士生导师

研究领域: 遗传与发育

研究方向: 1、肾脏发育与肾脏疾病的相关的信号通路的研究
                      2、 多囊肾的表观遗传调控变化

                      3、肾脏干细胞的研究

                      4、以斑马鱼多囊肾为模型的药物筛选

     E-mail:   yingcao@tongji.edu.cn

联系电话: 65986033

通讯地址: 上海市四平路1239号,同济大学生命科学与技术学院(200092)

个人简介:

     2000年,清华大学生物科学与技术系,本科毕业。2005年,清华大学生物科学与技术系细胞与发育专业,博士毕业。博士期间,主要研究FGF信号通路在 斑马鱼早期胚胎发育中的作用。2005年至2010年,耶鲁大学医学院遗传系从事博士后研究,主要研究多囊肾的分子机制。2010年9月起,任同济大学生 命科学与技术学院教授,博导。

 

研究领域: 本实验室招收博士后,请直接与本人联系(yingcao@tongji.edu.cn)

       肾脏是非常重要的器官,起着过滤血液、维持渗透压和体内离子环境稳定的功能。多囊肾(Polycystic Kidney Disease, PKD)是人类最普遍的单基因遗传病,可分为显性多囊肾(ADPKD)和隐性多囊肾(ARPKD)。其中显性多囊肾的发病率为1/800,在中国和全球分别有150万和700万病人。50%的病人在60岁左右进入疾病晚期,表现为肾衰竭,目前除了肾脏移植没有其他有效的疗法。虽然显性多囊肾的两个致病基因PKD1(1994)和PKD2(1996)已经克隆了近20年,但是其致病机制迄今还不是十分清楚。

       近十多年的研究表明,纤毛与多囊肾有着密不可分的关系。纤毛是细胞表面向外凸起的一个亚细胞器,起着感受外界机械和化学刺激的作用,众多重要信号通路—如shh、wnt--的传导需要通过纤毛。由于其分布广泛、功能重要,目前已成为研究领域的一个热点。纤毛与多囊肾的关系表现如下:首先,多囊肾致病基因PKD1和PKD2编码的蛋白PC1和PC2定位于纤毛中;其次,纤毛形成所必需的蛋白如纤毛内运输复合物(intraflagella transport, IFT)发生突变会导致多囊肾的形成;最后,其他伴有多囊肾症状的疾病如Bardet-Biedl综合征(BBS)、Joubert综合征,也发现有纤毛的异常。因此,多囊肾也属于纤毛类疾病(ciliopathy)的一种,研究纤毛结构和功能的机制与研究多囊肾的机制是密不可分的。

       我们实验室旨在从细胞极性的角度研究纤毛的形成和多囊肾的机制。细胞极性包括顶面—底侧极性(apico-basal polarity)和平面细胞极性(Planar Cell Polarity,PCP),两者相互垂直。顶面—底侧极性在个体发育、细胞分化中其中非常重要的作用,由三个复合体决定,包括处于顶面的Crumbs复合体和Par复合体,以及处于底侧面的Scribble复合体。这三个复合体中的很多成分与纤毛或者多囊肾相关,如Crb3、Crb2b、Par3、Par6是纤毛生成所必需的,Crb2b、Scribble突变会导致多囊肾的产生。平面细胞极性由PCP信号通路决定,目前PCP信号通路中的很多成分也与纤毛或者多囊肾相关。PCP核心蛋白Dishevelled、效应蛋白Inturned、Fuzzy是纤毛形成所必需的,核心蛋白Prickle1a、Prickle2突变会导致多囊肾的形成。以上研究结果表明细胞极性与纤毛和多囊肾密切相关,但是其机制并不是十分清楚。我们通过系统研究肾脏中表达的极性基因,已经发现3个新的多囊肾基因,并且这3个基因突变以后也会导致纤毛的异常,目前正在研究其相关机制。

       之前通过化学小分子的筛选,我们找到了一个跟表观遗传修饰相关的小分子VPA可以在斑马鱼中特异的抑制多囊肾的形成,并且在小鼠多囊肾模型中也有相同的效果,表明表观遗传修饰在多囊肾的形成中有重要作用,但是其机理不是很清楚。所以我们想进一步研究清楚其机制。

       同时实验室还开展了一些肾脏干细胞方面的研究。虽然肾脏有自我修复的能力,但肾脏干细胞在哺乳动物中是否存在一直有争议。有人认为肾脏的自我修复来自于肾脏干细胞,有人认为是来自于肾脏上皮细胞去分化。最主要的原因就是没有明确的干细胞标记基因。斑马鱼的肾脏具有终生不断新增肾单元的能力,而且已经证明斑马鱼肾脏干细胞的存在。我们希望利用这个优势能找到保守的肾脏干细胞标记基因,从而明确肾脏干细胞的存在与否。

       综上,本实验室主要以斑马鱼为模型,从细胞极性和表观遗传变化两方面入手,研究纤毛的结构功能和多囊肾的疾病机制,同时,寻找肾脏干细胞标记基因并研究其功能。

 

代表性论文:

1. Cao, Y., Park, A. and Sun, Z. (2010). Intraflagellar Transport Proteins Are Essential for Cilia Formation and for Planar Cell Polarity. J Am Soc Nephrol. 21(8):1326-33. (cover story)

2. Cao, Y., Semanchik N., Lee SH., Somlo S., Barbano PE., Coifman R., Sun Z. (2009). Chemical modifier screen identifies HDAC inhibitors as suppressors of PKD models. PNAS, 106(51):21819-21824

3. Kishimoto, N., Cao, Y., Park, A., and Sun, Z. (2008). Cystic Kidney Gene seahorse Regulates Cilia-Mediated Processes and Wnt Pathways. Dev Cell, 14:954-961.

4. Rui, Y.*, Xu, Z.*, Xiong, B.*, Cao, Y.*, Lin, S., Zhang, M., Chan, SC., Luo, W., Han, Y., Lu, Z., Ye, Z., Zhou, HM., Han, J., Meng, A., and Lin, SC. (2007). A beta-catenin-independent dorsalization pathway activated by Axin/JNK signaling and antagonized by aida. Dev Cell, 13(2):268-82. (*authors contribute equally)

5. Cao, Y., Zhao, J., Sun, Z., Zhao, Z., Postlethwait, J., and Meng, A. (2004). fgf17b, a novel member of Fgf family, helps patterning zebrafish embryos. Dev Biol, 271:130-143.

6. Zhao, Z.*, Cao, Y.*, Li, M., and Meng, A. (2001). Double-stranded RNA injection produces nonspecific defects in zebrafish. Dev Biol, 229:215-223. (*authors contribute equally)

 

 

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