基本信息

 

丁健, 教授(博导)。分别于2001年和2003年获得南京大学生物学学士和硕士学位。2010年毕业于美国爱荷华州立大学,获生物化学博士学位。博士毕业后在美国哈佛医学院/波士顿儿童医院从事博士后研究。2014年晋升为哈佛医学院Instructor  2017年入职西安交大生命学院(西安交大青年拔尖人才计划”A类) 研究方向为肌肉(心肌、骨骼肌)生物学以及线粒体生物学。主要通过分子遗传学、生物化学以及基因组学等手段,研究调控心脏/骨骼肌生长、发育、代谢和衰老以及各种生理和病理过程的分子机制。 从事科研工作以来第一作者身份在Nature Genetics,  Circulation Research,   Genetics 等国际期刊发表多篇文章。

 

联系方式:

电子邮箱: jianding@mail.xjtu.edu.cn

                   jding@enders.tch.harvard.edu

地址:陕西省西安市碑林区咸宁西路28号西安交通大学生命科学与技术学院

邮编:710049 

 

学会会员:

中国细胞生物学学会会员

美国遗传学学会会员

 

研究方向:

调控心肌舒缩的遗传学网络

         心脏是人类及其它动物最重要的器官之一。为了支持全身的组织和器官维持各自的功能稳态,心脏需要通过心肌细胞有序的伸缩搏动产生压力把含有养分和氧气的血液运行至身体各个部分。因此,作为血液循环系统中的动力来源,心脏的主要功能便是舒缩。然而, 目前我们对于调控心肌舒缩功能的生物学机制的了解依然非常有限。

         心脏舒缩功能一旦发生障碍会导致心排出量减少,并经常伴随着心肌扩张,即充血性心肌病或扩张型心肌病。 当心脏舒缩功能障碍以及心肌扩张导致心排出量过低而不能满足日常代谢水平需要时,则会引起全身组织器官灌流不足,出现肺循环和()体循环静脉系统淤血水肿等一系列临床综合征,即心力衰竭。心力衰竭大多为慢性及渐进性, 目前临床上尚无有效措施能逆转其病理发展过程。心力衰竭已成为全球高患病率和高死亡率的主要临床综合征之一。而心肌自身收缩和()舒张能力的降低(心肌衰竭)是引起心力衰竭的主要原因。因此,对于心肌舒缩调控机制的研究不仅可以回答心肌细胞的伸缩会被哪些因子所影响以及如何被影响等一系列重要的生物学问题, 而且会为了解心肌舒缩功能障碍的病理发生机制和分子病因、寻找治疗扩张型心肌病以及心衰等心脏疾病潜在的干预靶点提供重要的线索。

   在分子水平上,肌细胞的舒缩功能是由肌小节中的肌纤维蛋白(包括肌球蛋白、肌钙蛋白、肌动蛋白以及原肌球蛋白等)来执行的。根据其各自的生化特性,这些肌纤维蛋白可以分为快肌纤维蛋白和慢肌纤维蛋白两种。编码快/慢肌纤维蛋白的基因(快/慢肌纤维基因)的表达分布会显著影响肌肉功能。然而,目前对心肌中肌纤维基因的表达调控研究相对甚少。我们的前期研究表明TrbpmiR-208  Sox6是调控快/慢肌基因程序表达以及心肌舒缩功能的关键因子。Trbp基因的敲除导致下游miR-208a生物合成受阻,并引起其靶基因Sox6的上调。Sox6编码一个重要的控制快慢肌纤维基因程序表达的转录因子。Sox6的异常表达导致了心肌中快慢肌纤维基因程序的由慢向快的转换,从而会造成心肌舒缩功能障碍 Ding et al., Nature Genetics;, Ding & Wang, Cell Cycle)。以此为切入点,我们将进一步鉴定参与调控快慢肌基因程序表达的关键因子,解析调控心肌舒缩功能的分子网络,揭示心肌发育、功能以及病理发生的机制。

         心肌舒缩需要消耗能量(ATP), 而线粒体是细胞中ATP的主要加工厂。 前期的研究已经发现,在快/慢肌纤维中线粒体含量/功能以及ATP的生成/代谢途径存在着差异。 因此,快/慢肌基因程序的转换往往与线粒体功能变化相关。 利用分子遗传学以及生物化学的手段,我们将进一步研究心肌中线粒体功能与快/慢肌基因程序调控之间的偶联机制。

 心脏原始图片来自网络http://www.vodjk.com/kzxxjb/160803/699586.shtml)

 

线粒体与肌肉(心肌、骨骼肌)生理病理

   肌肉功能的实现需要消耗大量的能量, 而线粒体(mitochondria)是细胞中的能量加工厂。线粒体不仅仅通过氧化磷酸化产生ATP,为各种生理过程提供能量, 同时还是细胞中信号通路主要的感知与整合中心。 各种上游信号可以激活或者抑制定位于线粒体上的多种分子, 并通过线粒体来影响下游的生物学过程。  线粒体可以调控细胞内氧化自由基的浓度与分布、胞质内钙信号传导以及其他的分子事件, 来影响肌肉细胞的分化、增殖、生长和凋亡。 我们的研究方向之一,便是通过分子遗传学和组学的手段来解析线粒体在心肌和骨骼肌发育、功能、损伤、再生以及衰老等各种生理病理过程中的效应的作用机制。

(原始图片来自网络: https://www.vcg.com/creative/810419278;https://baike.baidu.com/item/%E9%AA%A8%E9%AA%BC%E8%82%8C; 

http://www.huanqiuyixun.com/news/4453.html)

 

研究手段与系统:

    我们已经成功建立了多种遗传学、生物化学生物物理分子生物学及组学等实验方法,包括基于Crispr/Cas9系统的基因操作, rAAV9以及ModRNA介导的基因传输等前沿技术,研究手段具有多样性。 同时,我们以动物(小鼠、果蝇)在体(in vivo)模式体系和体外培养细胞(in vitro)为系统, 分别在分子水平、细胞水平以及体内组织器官水平上研究线粒体与肌肉生物学。 因此,我们的研究工作具有很强的系统性。

(原始图片分别来自:http://www.quanjing.com/topic/214319.html; http://www.bio-equip.com/show1equip.asp?equipid=3291307; http://www.bb-pco.com/news_577.html)

 

欢迎有志于或有兴趣从事科研工作的同学加盟!

 

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