收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Etv5对细胞重编程和干细胞分化的调控机制

张景龙  
【摘要】:诱导多能干细胞(iPSCs)技术一经问世便被寄予厚望,人们希望凭借iPS技术实现患者自体的细胞替代疗法,为重大疾病如帕金森综合征的疾病模型构建和治疗提供新的解决方案。但是,过低的诱导效率、对重编程机制认识的不足以及由此带来的克隆异质性等问题成为iPS技术临床应用面临的巨大阻碍。如何从有限的起始细胞中获得尽可能多的、满足临床应用要求的克隆成为摆在科研工作者面前的科学问题。体外培养的精原干细胞仅通过改变培养条件就可以实现细胞重编程,返回至多能性状态,这表明维持精原干细胞自我更新的转录因子很有可能亦是潜在的体细胞重编程促进因子。本研究从这一思路出发,通过文献检索筛选了目前已知的在精原干细胞自我更新和维持中起到关键作用的转录因子,将它们分别与经典的Yamanaka四因子(OSKM)进行组合,共同诱导体细胞重编程。通过与经典OSKM组合比较发现,过表达Etv5能够显著提高细胞重编程效率,而敲低Etv5则会降低体细胞重编程的效率。经由OSKM+Etv5组合获得的克隆,表达多种多能性标记物,并通过了体内体外分化能力测试。进一步探究发现,Etv5主要通过Tet2-miR200s-Zeb1调控轴作用于间质-上皮(MET)转化过程,影响体细胞重编程。鉴于Etv5在体细胞重编程中的促进作用,我们进一步探索了Etv5在多能干细胞中的作用。敲低Etv5通过Tet2下调了基因组整体的5hmC水平,但却不影响小鼠胚胎干细胞(mESCs)多能性状态的维持。在mESCs的EB分化试验中,敲低Etv5导致了原始内胚层(primitive endoderm)标记物的下调与原始外胚层(primitive ectoderm or epiblast)及其衍生物标记物的上调,证明Etv5具有正向调控原始内胚层分化而负向调控原始外胚层分化的能力。具体研究内容和结果如下:1.Etv5促进细胞重编程通过文献检索确定在精原干细胞自我更新中具有重要作用的转录因子,将它们分别同Yamanaka四因子组合,共同诱导细胞重编程,发现Etv5能够显著提升细胞重编程效率,敲低内源Etv5则会显著降低细胞重编程效率。通过在重编程不同时间点引入Etv5过表达,发现Etv5主要作用于细胞重编程的早期。由OSKME诱导获得的iPSCs(OSKME-iPSCs)呈典型的mESCs克隆形态,在多能性的标记物的表达上同经典OSKM-iPSCs没有显著差异,并且完成了核心多能性因子Oct4和Nanog启动子区域的去甲基化修饰。此外,通过体外EB分化实验和体内畸胎瘤实验证明,OSKME-iPSCs具备向三胚层组织细胞分化的潜能,特别是在向生殖细胞的定向诱导试验中,OSKME-iPSCs表现出更好的响应外界诱导信号的能力。2.Etv5通过Tet2-miR200-Zeb1调控轴促进MET通过测定诱导初期成纤维细胞的增殖速度,比较细胞周期调控因子的表达,排除了Etv5通过促进细胞快速增殖促进重编程的可能性。对重编程早期细胞上皮细胞标志物CDH1的检测结果表明,OSKME诱导下的小鼠成纤维细胞的MET过程发生时间更早,程度更高。qRT-PCR检测证明,Etv5主要通过Tet2-miR200s-Zeb1调控轴对MET过程发挥作用。双荧光素酶报告实验未能证明Etv5对Tet2的直接作用关系,暗示Etv5很有可能是通过间接方式调控Tet2的表达。3.Etv5调控小鼠胚胎干细胞向原始外胚层和原始内胚层的分化在mESCs中,Etv5对Tet2的调控关系依然成立,敲低Etv5降低了mESCs的增殖速度,下调了mESCs基因组5hmC水平,但不影响mESCs多能性标记物的表达。高通量测序发现,受Etv5敲低影响的基因主要集中于血管生成、MAPK信号通路、细胞运动和视觉器官发生等生物学过程。将Etv5-KD转录组数据与Tet2-KD转录组数据进行联合分析,确立了Etv5和Tet2对Gata6的共同调控关系,并在mESCs类胚体(EB)实验中发现,Etv5能够正向调控mESCs向原始内胚层的分化,负向调控mESCs向原始外胚层及其衍生物的分化。综上所述,本研究揭示了精原干细胞来源转录因子Etv5对体细胞重编程的促进作用及其作用机制,对Etv5在mESCs多能性调控中扮演的角色做了初步探究,增进了人们对Etv5的认识,为提高细胞重编程效率,解构重编程机制提供了新思路。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 虞欣璐;张红霞;王辰;于斌;朱海英;;提高细胞重编程效率和安全性的策略[J];中国细胞生物学学报;2016年11期
2 赵梦梦;谢玉才;;心肌细胞直接重编程的研究进展[J];国际心血管病杂志;2017年02期
3 Hui Zheng;Bo Huang;Bingjie Zhang;Yunlong Xiang;Zhenhai Du;Qianhua Xu;Yuanyuan Li;Qiujun Wang;Jing Ma;Xu Peng;Feng Xu;颉伟;;组蛋白修饰重编程重塑表观记忆[J];科学新闻;2017年04期
4 徐正燕;李鹰;;成纤维细胞直接重编程为心肌细胞研究进展[J];生物工程学报;2017年07期
5 邓宏魁;;细胞重编程技术简介[J];科技导报;2016年13期
6 夏文明;;细胞重编程的研究进展[J];新农业;2014年23期
7 ;重编程:生物学的黑匣子[J];厦门科技;2015年01期
8 林小春;;科学家让小鼠“返老还童”[J];甘肃教育;2017年02期
9 ;复旦大学发现细胞重编程技术能促进内耳毛细胞增殖再生[J];生物学教学;2017年05期
10 ;我国揭示RNA结合蛋白DDX5在体细胞重编程中的关键作用[J];生物学教学;2017年07期
11 关波;;脑细胞“重编程”有望治疗帕金森[J];老同志之友;2017年13期
12 赵阿曼;管兴华;;回眸中国2013年细胞重编程研究[J];生命的化学;2014年02期
13 王艳艳;师淑君;刘慧雯;孟励;;成纤维细胞直接重编程为心肌细胞的研究进展[J];中国细胞生物学学报;2014年08期
14 ;发育生物学顺序引入重编程因子可优化重编程效果[J];中国基础科学;2013年03期
15 周军年;岳文;裴雪涛;;细胞谱系重编程研究进展[J];中国科学:生命科学;2013年01期
16 孙红艳;王锋;曹文广;;细胞命运转变——谱系重编程技术研究进展[J];遗传;2012年08期
17 陈涛涛;康九红;;细胞重编程的分子机制[J];生命科学;2009年03期
18 习佳飞;岳文;裴雪涛;;细胞重编程与表观遗传学调控[J];生命科学;2009年03期
19 李潇;;不改变病毒DNA的重编程细胞用作干细胞更为安全[J];中国生物化学与分子生物学报;2009年10期
20 张羽;蒋泽军;周兴社;;无线传感器网络重编程技术研究[J];计算机科学;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 潘传英;蓝贤勇;陈宏;Colin E Bishop;;利用特定因子诱导293T细胞的重编程研究[A];第十二次全国畜禽遗传标记研讨会论文集[C];2010年
2 李劲松;;细胞重编程和胚胎发育[A];细胞—生命的基础——中国细胞生物学学会2013年全国学术大会·武汉论文摘要集[C];2013年
3 李劲松;;细胞重编程与胚胎发育[A];第二届全国发育生物学大会论文集[C];2014年
4 李劲松;;细胞重编程与胚胎发育[A];第三届“模式生物与人类健康”发育遗传学全国学术研讨会论文集[C];2014年
5 杨冠恒;张少清;伊庆福;曾凡一;;体细胞重编程对基因座位点控制区作用影响的研究[A];中华医学会第十五次全国医学遗传学学术会议暨中国医师协会医学遗传医师分会第一届全国学术会议暨2016年浙江省医学遗传学年会论文汇编[C];2016年
6 吴风瑞;刘勇;张迪;王荣;李文雍;;不同供体的克隆胚胎重编程过程中的转录组学分析[A];华东地区生物化学与分子生物学学会联合会2017年学术交流会暨安徽省生物化学与分子生物学学会理事会议论文集[C];2017年
7 范宗兴;余大为;郝海生;赵学明;王栋;刘岩;秦彤;朱化彬;杜卫华;;爪蟾卵母细胞抽提物诱导体细胞重编程研究[A];中国畜牧兽医学会动物繁殖学分会第十六届学术研讨会论文集[C];2012年
8 周琪;;体细胞重编程,挑战与希望[A];细胞—生命的基础——中国细胞生物学学会2013年全国学术大会·武汉论文摘要集[C];2013年
9 王二耀;于洋;焦丽红;王柳;周琪;;不同遗传背景的小鼠卵母细胞去核后重编程能力的研究[A];第十届全国生殖生物学学术研讨会论文摘要集[C];2005年
10 杨柳;AL-KAL Abakar;蒋和生;;体细胞核移植技术中核重编程机制进展概述[A];中国畜牧兽医学会动物繁殖学分会第十五届学术研讨会论文集(上册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张景龙;Etv5对细胞重编程和干细胞分化的调控机制[D];西北农林科技大学;2018年
2 成德;利用特定转录因子诱导猪体细胞重编程为多能干细胞的研究[D];西北农林科技大学;2012年
3 张文成;细胞重编程与诱导内胚层多能干细胞的获取与鉴定[D];中国人民解放军军事医学科学院;2012年
4 高帅;连续诱导重编程体系的建立及多能性标志基因的鉴定[D];中国农业大学;2014年
5 孙志博;表观遗传重编程的骨髓间充质干细胞治疗激素性股骨头坏死的相关研究[D];华中科技大学;2014年
6 王术勇;小分子化合物介导谱系重编程获取内胚层祖细胞及其相关机制研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2016年
7 赵智亮;转录因子组合诱导成纤维细胞直接重编程为汗腺样细胞的实验研究[D];中国人民解放军医学院;2016年
8 魏兴林;基于piggyBac基因抓捕体系的重编程相关基因的高通量筛选[D];中国农业大学;2014年
9 李远;杂合型重编程Oct4联合多能干细胞因子表现重编程人脑胶质瘤细胞的研究[D];郑州大学;2013年
10 董福禄;小鼠体细胞重编程过程中基因表达及H2A.Z掺入的变化[D];南京农业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许蓓;iPS重编程及其分化神经细胞恶性转化模型的建立[D];武汉科技大学;2018年
2 李勇;线粒体mPTP调控体细胞早期重编程的信号途径研究[D];中国科学技术大学;2014年
3 卢晓;ATM基因在体细胞重编程过程中的作用及机制研究[D];内蒙古大学;2017年
4 王强;中药多糖介导的miRNA纳米传递与细胞重编程的研究[D];江苏大学;2017年
5 杨翔宇;AF9在高效蛋白质转导技术重编程BM-MSCs为心脏祖细胞中的作用[D];南方医科大学;2017年
6 李娣;表皮黑素细胞纯化、应激及重编程的研究[D];苏州大学;2017年
7 叶丽丽;基于转录组数据分析小鼠心肌细胞直接重编程的分子机制[D];北京交通大学;2016年
8 刘坤;小鼠部分重编程细胞系的建立及其可塑性研究[D];内蒙古大学;2013年
9 魏超;猪不完全重编程诱导多能干细胞的获取及生物学特性[D];安徽农业大学;2014年
10 李珍珍;成体细胞重编程的技术方法研究[D];西北农林科技大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘海英;细胞重编程让小鼠“返老还童”[N];科技日报;2016年
2 记者 张建列 通讯员 黄博纯;广州生物院阐明抑制LSD1促细胞重编程机制[N];广东科技报;2016年
3 记者 白毅;重编程中细胞重塑的关键因素被发现[N];中国医药报;2015年
4 本报记者 张佳星;突破式创新,中国开启细胞重编程3.0时代[N];科技日报;2015年
5 记者 胡德荣;重编程异常细胞是“麻烦”制造者[N];健康报;2011年
6 谭薇 编译;细胞重编程助力干细胞研发[N];第一财经日报;2009年
7 记者 常丽君;重编程干细胞或能预防辐射后癌变[N];科技日报;2015年
8 胡德荣;体细胞重编程研究有新发现[N];健康报;2004年
9 常丽君;利用重编程可将一种神经元变成另一种神经元[N];科技日报;2013年
10 记者 胡德荣;高效诱导体细胞重编程有新法[N];健康报;2010年
 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