基于玻璃海鞘（Ciona intestinalis）的衰老对心肌细胞凋亡作用初步研究

Aging is an important risk factor for cardiovascular disease. Heart failure is regarded as a systematic syndrome related to aging phenotype. As one of the main cause of heart failure, myocardial cells apoptosis will promote heart failure. Although the relationship between senescence and myocardial failure has been confirmed, the specific and detailed mechanism of aging on myocardial apoptosis remains to be illustrated. Ciona intestinalis as well as vertebrates belongs to chordate, its cardiac structure is similar to the vertebrates. The pericardium body composed of decayed myocardial cells forms with aging process. This phenotype alone with its relatively short lifespan and visible cardiac structure provide an better model organism for the study of cardiac aging in vertebrate. This project will base on the existing artificial breeding system of Ciona intestinalis and experiment animals. During the aging process, the cytology mechanism of the individual heart function change would be learned, meanwhile,we would analyze the effect of aging on the myocardial cell apoptosis, then the underlied molecular mechanisms about it , which focus on p53 pathway, the key regulatory factor of myocardial cell apoptosis, would be studied further. This project will helpful to clarify the mechanism of action of aging on myocardial apoptosis and provide a basic theoretical basis to explore the new ideas or methods for the prevention and treatment of heart failure.

衰老是心血管疾病重要的风险因子。心力衰竭被视为衰老相关表型的系统性综合症，作为心力衰竭的主要原因之一，心肌细胞凋亡会促进心肌衰竭。虽然衰老和心肌衰竭的关系已经得到确认，但是, 关于衰老过程对心肌细胞凋亡的具体详细作用机制仍旧不清楚。海洋模式动物玻璃海鞘的心脏结构与脊椎动物相类似，并且伴随成体心脏的衰老，心肌细胞退化并形成心包体，其自然生命周期短、心脏形态和功能可见等优点为研究脊椎动物心脏衰老提供了较好的模型。本项目拟基于现有玻璃海鞘人工养殖体系和实验动物，了解伴随个体衰老，心脏功能改变的细胞学基础，解析衰老对心肌细胞凋亡的作用，并聚焦衰老过程中心肌细胞凋亡的关键调节因子p53通路，研究p53通路对心肌细胞凋亡作用的分子机制。本项目将有助于理清衰老对心肌细胞凋亡的作用机制，并为探索心力衰竭的预防和治疗新的思路或方法提供基础理论依据。

衰老是人类长久以来关注的重要生命现象，延缓衰老也是从古至今的梦想。而随着社会步入老龄化，衰老以及衰老相关疾病更是成为了新世纪需要解决的重要生命科学问题。目前，现有动物模型由于存在或遗传背景等生物学特征与人类的存在的较大差异或寿命长，研究成本高的限制，从而在衰老研究应用中存在诸多不足。.玻璃海鞘属于脊索动物，作为脊椎动物的姊妹分支，不仅寿命短，器官构成和遗传信息组成与人类等脊椎动物相似，而且遗传信息基础数据和生物技术已日趋完善，具有作为衰老动物模型的应用优势。目前，现有人工养殖个体的雌性配子发育成熟率低，大多数的实验材料属于野生个体，因此，构建可持续稳定繁殖的大规模人工养殖方法体系和较高性成熟比例的品系仍旧是玻璃海鞘衰老动物模型成功构建的前提和基础。.玻璃海鞘雌雄同体，不完全自交的生物学特征和短的繁殖期为通过遗传操作获得遗传背景较一致的实验材料和基因功能分析提供了便利。通过野生个体的人工授精后代的人工养殖实验，我们建立了全人工养殖和繁育的方法体系，获得了可连续诱导进行自交繁殖的自交系。在此基础上，观察记录了该品系约4个月的全生活史表型，其中衰老个体的被囊具有明显的衰老表型，并伴随出现增龄性的繁殖力和心脏功能衰退。.在第10代单独个体的基因组二代重测序数据的基础上， 通过survey分析发现基因组大小是 122Mb，杂合度 1.15%，重复序列比例 21.1%；通过性成熟期和衰老期的心肌层转录组测序，初步筛选获得心肌细胞的衰老相关差异表达基因。.本项目实现了玻璃海鞘自交系的全人工大规模稳定养殖和繁育。玻璃海鞘的寿命短，养殖周期和成本低，已经作为新的衰老动物模型在衰老生物学机制研究中得到应用，并且相关研究结果具有在临床研究、药物筛选和疾病治疗中得到实践应用的可能。