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Notch家族基因在日本三角涡虫中的功能研究

杨童  
【摘要】:Notch信号通路是一条在动物进化过程中十分保守的信号转导系统,在组织发育中发挥重要作用,该信号能影响细胞分化,决定细胞命运,影响细胞的增殖和存活,调节干细胞的自我更新和分化。日本三角涡虫(Dugesia japonica)体内含有大量的多能干细胞,具有极强的再生能力,已成为研究再生的模式动物。本研究以日本三角涡虫为实验动物,研究Notch家族基因在其整体及再生涡虫中的功能,以期为深入探究涡虫的组织再生机制提供参考。本文利用生物信息学、Real-time PCR、原位杂交、RNA干扰等分子生物学技术研究了Notch家族基因在日本三角涡虫整体及再生过程中的功能。同时,使用DAPT抑制涡虫体内的Notch信号,观察细胞增殖、迁移、分化和凋亡情况,探究Dj Notch家族基因在日本三角涡虫组织再生和稳态维持过程中的作用,结果如下:(1)生物信息学分析结果显示:Dj Notch家族的6个成员中,Dj Notch1和Dj Notch2编码的氨基酸含有Notch家族标志性的EGF重复序列,LNR重复序列,跨膜结构域和锚蛋白重复序列,Dj Notch3编码的氨基酸仅含EGF重复序列,Dj Notch4编码的氨基酸仅含跨膜结构域,Dj Notch5和Dj Notch6编码的氨基酸仅含EGF重复序列和跨膜结构域。(2)原位杂交及Real-time PCR结果显示:Dj Notch家族基因在整体涡虫的实质组织中广泛表达,在身体两侧边缘有较强的特异性阳性信号。再生涡虫中杂交信号呈点状广泛分散于实质组织中,再生芽基附近信号较强,且在尾部片段中身体两侧边缘和中线位置有较强的特异性信号。(3)RNA干扰结果显示:Dj Notch家族基因进行RNA干扰后,整体涡虫出现多眼点畸形,再生涡虫出现歪尾,黑色斑块,多眼点畸形等现象,由此推测Dj Notch家族基因可能影响涡虫眼点发育并控制涡虫身体M/L轴线的建立。(4)100 n M DAPT处理10天后,整体涡虫出现了多眼点畸形现象,再生涡虫不仅出现多眼点畸形,而且整个再生过程中形态异常,运动迟缓,再生歪尾,细胞增殖和凋亡水平升高,身体协调性及体内组织稳态的维持受到了严重影响。以上结果表明:Dj Notch家族基因在日本三角涡虫体内广泛表达,于芽基部位和身体两侧边缘表达较强,参与涡虫组织再生和稳态维持,与涡虫细胞凋亡,干细胞增殖、迁移和分化相关,可能参与身体轴线的形成。


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