收藏本站
《上海海洋大学》 2019年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

斑马鱼性腺和心脏可塑性再生的表观遗传调节机制研究

郭会萍  
【摘要】:干细胞和已分化细胞都具有细胞可塑性,即能够在一定条件下可逆地去分化或转分化形成多谱系的细胞。这种环境引导的细胞可塑性是组织内环境稳定、再生和性逆转的基础。表观遗传调控如DNA甲基化,miRNA,组蛋白修饰和染色质重塑等在细胞可塑性方面扮演者重要的角色。斑马鱼作为再生能力很强的模式动物,其性腺,心脏,尾鳍等组织再生过程中伴随着芽基形成和重建。本课题主要以斑马鱼的性腺和心脏为例分别研究miRNA和组蛋白修饰在斑马鱼性腺和心脏可塑性再生的分子机制。1.miRNA在斑马鱼性腺细胞可塑性的调控机制实验室前期研究通过对5个月斑马鱼成熟的性腺进行了miRNA和mRNA深度测序分析,筛选到许多性别相关的差异表达miRNA和GPCR基因。本课题结合显微注射和定量PCR分析进一步筛选出四个特异的miRNAs:miR430a,miR218a,miR734,miR141。为了探索特异的miRNAs和Sox9基因之间的相互关系,我们将特异的miRNAs注射到斑马鱼的性腺中,发现注射miR430a能提高精巢中Sox9a基因的表达,而注射miR218a能提高卵巢中Sox9b的表达。过表达Sox9a和Sox9b能够提高精巢和卵巢miR430a前体和miR218a前体的表达。同时发现敲降Sox9a和Sox9b能够分别降低精巢中miR430a前体的表达和卵巢中miR218a前体的表达。以上结果提示miR430a-Sox9a通路偏向调控精巢的发育,而miR218a-Sox9b通路偏向卵巢的发育。为了研究上述调控通路对精巢发育和卵泡生成的影响,我们在新近成熟斑马鱼性腺内分别注射特异miRNA和Sox9混合物。结果发现Sox9a-miR430a混合物能够提高染色体浓缩细胞和未分化的精原细胞的比例;而Sox9b-miR218a混合物能够诱导卵泡新生,降低精巢中染色体浓缩细胞和精子细胞的比例。当miRNA-Sox9混合物注射到2两年龄斑马鱼性腺内,发现Sox9a-miR430a能够明显的提高染色体浓缩细胞和未分化的精原细胞的比例,而Sox9b-miR218a能够诱导卵泡新生。我们又将miRNASox9混合物注射到vasa-GFP转基因青鳉鱼的性腺内,发现miR430a-Sox9a能够提高精巢中荧光报告信号,而miR218a-Sox9b能够增强卵巢中荧光报告信号。这些结果表明miR430a-Sox9a协同调节精巢的发育,而miR218a-Sox9b能够促进卵泡的更新。通过Pmir-GFP荧光酶报告实验检验miR430a和miR218a与Gpr157,Grk5l,Grk4,Lgr4的靶向关系,结果显示miR430a靶向Lgr4,Grk5l,Grk4,而miR218a靶向Gpr157,Grk5l,Grk4。说明miRNA可能通过GPCR调节Sox9a和Sox9b的活性。免疫沉淀(IP)-质谱分析发现注射miR430a和miR218a能分别影响Sox9a和Sox9b蛋白的磷酸化和乙酰化修饰等,同时发现一些酶可能与Sox9a/Sox9b蛋白的磷酸化和乙酰化等修饰有关,包括PI3K,ROCK,PKC等。体内体外免疫印迹实验进一步验证混合注射miR430a/miR218a能分别Sox9a和Sox9b蛋白的条带大小。根据以上结果我们推测miRNA可能通过GPCR调节网络影响Sox9a/Sox9b蛋白的翻译后修饰。实验发现注射Sox9a能够提高精巢中p-PKC的表达水平,而共注射miR430a-Sox9a混合物能够同时提高p-PKC/p-Akt的活性。在卵巢中,Sox9b能够提高p-PKCc的活性,但是共注射miR218a能抑制p-PKC和p-Akt的活性。更惊奇发现敲降精巢中lgr4,grk5l,grk4能够很明显的降低p-PKC,p-Akt的磷酸化水平。然而在卵巢中敲降gpr157,grk5l,grk4能够促进p-PKC的表达降低P-Akt的表达。同时免疫组化更加清晰的发现共注射Sox9a和miR430a能够提高精巢中p-PKC和p-Akt的表达,而miR218a和Sox9b能够抑制p-PKC和p-Akt蛋白的表达。2.组蛋白修饰对斑马鱼心脏再生过程中细胞可塑性的影响我们前期实验显示斑马鱼心尖剪切后心脏再生过程包括炎性增生、血管重建和肌肉再生,分别以α-acta2,flk1和pax3a基因表达为代表。本实验首先利用染色体免疫共沉淀高通量测序分析结合转录组测序分析鉴定了斑马鱼心脏再生过程中57个基因的组蛋白H3K9ac修饰水平和转录水平同步增高。同时发现与心血管生成,细胞外基质,细胞骨架,细胞分化等关键基因Flk1,α-acta2,pax3a及其周围相邻基因在斑马鱼心脏再生过程中乙酰化水平明显升高,甲基化水平显著降低。显微注射H3K9ac和H3K9me3修饰抑制剂,发现抑制组蛋白H3K9ac影响斑马鱼心脏再生过程胶原组织的形成,同时也抑制血管芽基和芽基组织的形成。斑马鱼心脏再生过程中H3K9me3修饰受到抑制后,有详细结果显示胶原生产过度生成,芽基组织的形成受到抑制。同时体外抑制斑马鱼胚胎成纤维细胞(Pac2)细胞组蛋白H3K9ac和H3K9me3修饰会影响成纤维细胞的细胞骨架。总之,我们的研究发现miR430a/mirR218a能够分别通过调节GPCR,调控p-PKC/p-Akt的活性,从而提高Sox9a和Sox9b的活性。其中miR430a-Sox9a协同调节精巢的发育,而miR218a-Sox9b能够促进卵泡的更新。同时我们发现组蛋白H3K9ac和H3K9me3修饰反向调节α-acta2,flk1和pax3a的表达,影响斑马鱼心脏再生过程中芽基组织的生成和芽基细胞的可塑性改变。研究miRNA和组蛋白修饰调控斑马鱼组织再生过程中可塑性的分子机制可为再生医学提供新的思路。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 张小琼;陈桥;徐东炯;张翔;沈丽娟;张海燕;沈伟;吴旦;周国栋;刘春生;;两种转基因斑马鱼在实际监测中的应用[J];安徽化工;2020年01期
2 白星星;;近千人参会 国际斑马鱼大会亮相苏州国博[J];中国会展(中国会议);2019年12期
3 姜宇;阎一林;朱国兴;徐又佳;;铁过载对斑马鱼成骨影响的机制[J];中国骨质疏松杂志;2016年06期
4 刘洪翠;黄燕烽;朱晓宇;李春启;;斑马鱼模型体内评价野生冬虫夏草的功效[J];中国药理学与毒理学杂志;2016年10期
5 ;中国科学家首次敲除斑马鱼1号染色体全基因[J];新农村;2014年11期
6 Oscar Ruiz;;4天大的斑马鱼幼苗(放大10倍)[J];飞碟探索;2017年09期
7 陈立凤;;小斑马鱼的奇遇[J];第二课堂(小学);2015年02期
8 陈立凤;;小斑马鱼奇遇记[J];学生之友(童花果);2015年05期
9 杨静;;前景广阔的实验用斑马鱼[J];大自然;2015年05期
10 柯贤福;胡慧颖;吴立仁;施张奎;;实验用斑马鱼养殖地方标准的初步探讨[J];中国比较医学杂志;2014年08期
11 吴声敢;吴长兴;陈丽萍;苍涛;俞瑞鲜;赵学平;;4种有机硅表面活性剂对斑马鱼的急性毒性与安全评价[J];浙江农业学报;2009年04期
12 李兵兵;;2种斑马鱼的人工繁殖实验[J];齐鲁渔业;2008年12期
13 应文婷;;小型观赏鱼——斑马鱼[J];农村百事通;2008年17期
14 王佳佳;徐超;屠云杰;傅正伟;刘维屏;;斑马鱼及其胚胎在毒理学中的实验研究与应用进展[J];生态毒理学报;2007年02期
15 顾新国;;斑马鱼的饲养与繁殖[J];河北渔业;2007年12期
16 薛峪霖;戚飞;林硕;;寄“鱼”厚望——走近生物学家的“宠物”斑马鱼[J];生命世界;2005年05期
17 尔东;;小小斑马鱼“测”出大商机[J];大众投资指南;2013年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王晓煜;;低温驯化斑马鱼细胞的研究[A];2017年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2017年
2 刘廷析;;利用斑马鱼模式生物研究红细胞发育和疾病[A];第12届全国实验血液学会议论文摘要[C];2009年
3 张利军;史慧勤;彭双清;;基于斑马鱼模式动物的阿霉素心脏毒性作用研究[A];2010年全国药物毒理学学术会议论文集[C];2010年
4 ;第一届斑马鱼学术研讨会日程表[A];2010·第一届斑马鱼学术研讨会论文摘要集[C];2010年
5 ;第一届斑马鱼学术研讨会其他参会人员[A];2010·第一届斑马鱼学术研讨会论文摘要集[C];2010年
6 林金杏;向丹丹;章琳俐;姚一琳;胡建华;高诚;陈秋生;;斑马鱼肠道的组织形态学研究和外形结构的三维重建[A];全国动物生理生化第十二次学术交流会论文摘要汇编[C];2012年
7 朱晓宇;朱桃桃;宋如顺;张勇;李春启;;斑马鱼在药物临床前心血管毒性评价中的应用现状[A];中国毒理学会第六届全国毒理学大会论文摘要[C];2013年
8 陈斌;徐又佳;;膜铁转运蛋白1突变斑马鱼骨形态及骨钙素变化的初步观察[A];中华医学会第五次中青年骨质疏松和骨矿盐疾病学术会议论文集[C];2013年
9 林秀坤;;斑马鱼作为抗肿瘤药物模型的分子基础[A];第四届中国肿瘤大会中国药理学会肿瘤药理专业委员会分会场学术会议论文摘要[C];2006年
10 包晓东;黄琳;黄河清;;在甲胺磷胁迫下牙鲆、斑马鱼脑组织差异蛋白质组的研究[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2008年学术交流会论文摘要汇编[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 龚瑜;“科研痴”情迷斑马鱼[N];中国青年报;2011年
2 记者 张梦然;斑马鱼睡眠过程与哺乳动物等类似[N];科技日报;2019年
3 本报记者 张佳星;二〇二〇年我将绘成斑马鱼全脑介观图谱[N];科技日报;2018年
4 记者 张国 通讯员 吴军辉;让斑马鱼吃中药寻找处方秘密[N];中国青年报;2014年
5 记者 刘志伟 实习生 杨芮;我国已成世界第二大斑马鱼研究大国[N];科技日报;2016年
6 记者 刘志伟 实习生 向定杰;斑马鱼一号染色体全基因成功敲除[N];科技日报;2014年
7 记者 文俊 新闻研修班学员 周燕琼 通讯员 孙慧;我科学家破解斑马鱼基因[N];湖北日报;2014年
8 枫叶 编译;筛选药物:斑马鱼责任重大[N];医药经济报;2012年
9 本报记者 滕继濮;小小斑马鱼 大大有用处[N];科技日报;2010年
10 本报记者 许琦敏;刘廷析 “掘宝”斑马鱼世界[N];文汇报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张震;降肝脂乳杆菌LGG和BL23来源胞外多糖应用风险的机制研究[D];中国农业科学院;2019年
2 萨如拉;结合基因组和转录组学解析斑马演化模式[D];内蒙古农业大学;2018年
3 赵婷;Karsch-Neugebauer综合征斑马鱼模型的建立和行为学观察[D];复旦大学;2014年
4 郭一清;斑马鱼Dmrt1和Dmrt5基因克隆和表达分析[D];武汉大学;2004年
5 许燕;斑马鱼三个母源因子的表达及功能研究[D];武汉大学;2010年
6 杜佳;全氟辛烷基磺酸与纳米氧化锌对斑马鱼联合毒性效应研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
7 柴婷婷;手性多氯联苯在斑马鱼中的选择性蓄积及毒性差异研究[D];中国农业大学;2017年
8 张黎;用于成年斑马鱼中活体细胞追踪的光学影像与流式检测技术的研究[D];复旦大学;2013年
9 王倩;斑马鱼抗寒模型的构建及鱼类相关基因功能探讨[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2014年
10 王瑶;三种三唑类手性农药在斑马鱼体内的生物富集行为和毒性效应研究[D];中国农业大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭会萍;斑马鱼性腺和心脏可塑性再生的表观遗传调节机制研究[D];上海海洋大学;2019年
2 阮广聪;1,25(OH)_2D_3对INS-1细胞和斑马鱼糖尿病模型炎症反应的干预及其机制研究[D];苏州大学;2018年
3 陈博;斑马鱼FTR36和NIK抑制SVCV复制机制的研究[D];华中农业大学;2019年
4 杨锦明;用于斑马鱼听觉功能高通量筛查的自动化行为学检测系统[D];哈尔滨工业大学;2019年
5 白云翔;基于改进HOG特征的斑马鱼多目标追踪[D];南开大学;2019年
6 武琳;斑马鱼高脂血症模型建立及双酚S暴露对其影响的研究[D];上海海洋大学;2019年
7 文竹;基于全外显子组测序的孤独谱系障碍核心家系基因筛查研究及氟西汀早期处理斑马鱼的行为学改变[D];上海交通大学;2016年
8 张畅;一种新型鱼类类白细胞介素的发现与功能分析[D];上海海洋大学;2019年
9 赵巧雅;重金属铜对斑马鱼鳃的毒性作用研究[D];南京农业大学;2017年
10 史永红;重金属铜对斑马鱼外周血的毒性作用研究[D];南京农业大学;2017年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978