【摘要】：Wnt信號(hào)通路分為經(jīng)典Wnt/β-catenin信號(hào)通路和非經(jīng)典Wnt/planar cell polarity(PCP)信號(hào)通路。經(jīng)典Wnt信號(hào)通路通過(guò)促進(jìn)β-catenin的入核,激活下游靶基因的表達(dá),調(diào)節(jié)細(xì)胞命運(yùn)的決定;而非經(jīng)典Wnt/PCP信號(hào)通路引起細(xì)胞骨架的重排,調(diào)節(jié)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。Wnt信號(hào)通路在脊椎動(dòng)物背腹決定,前后圖式形成和形態(tài)發(fā)生運(yùn)動(dòng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。根據(jù)激活的時(shí)間和來(lái)源不同,斑馬魚中經(jīng)典Wnt信號(hào)通路分為母源Wnt信號(hào)通路和合子Wnt信號(hào)通路。在囊胚期,母源產(chǎn)物在胚胎預(yù)定背部激活了母源Wnt信號(hào)通路,調(diào)節(jié)背部和前部命運(yùn)的決定;在原腸期,合子轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物在胚胎預(yù)定腹部激活了合子Wnt信號(hào)通路,調(diào)節(jié)了胚胎腹部和后部的決定。PCP信號(hào)通路則對(duì)細(xì)胞極性的建立是必需的,它的缺陷會(huì)造成胚胎集中延伸運(yùn)動(dòng)缺陷和頭面部軟骨發(fā)育異常。腳手架蛋白Dishevelled(簡(jiǎn)稱Dvls)蛋白同時(shí)參與Wnt/β-catenin和Wnt/PCP信號(hào)通路。斑馬魚中有5個(gè)Dvl蛋白,各個(gè)Dvl之間的同源性很高。目前對(duì)于每個(gè)Dvl如何參與早期胚胎發(fā)育的關(guān)鍵過(guò)程,人們所知甚少。各個(gè)Dvl同源基因以及母源和合子的Dvl如何參與經(jīng)典和非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路還不清楚。并且因?yàn)槟冈赐蛔凅w難以得到,Dvl母源產(chǎn)物的功能還是一個(gè)謎。本研究中,我們利用基因編輯的手段制作了一系列斑馬魚dvl的母源合子突變體,并檢測(cè)了突變體中早期胚胎發(fā)育受到的影響。斑馬魚dvl2和dvl3a的母源產(chǎn)物是泛表達(dá)的且表達(dá)量高,而其它dvl的表達(dá)水平極低,可以忽略,提示dvl2和dvl3a可能在早期胚胎發(fā)育中起主要作用。分別敲除斑馬魚各個(gè)dishevelled家族基因,只有MZdvl2突變體表現(xiàn)出明顯的集中延伸缺陷以及頭面部發(fā)育缺陷,MZdvl3a表現(xiàn)出弱的集中延伸缺陷,而MZdvl1a、MZdvl1b、MZdvl3b沒(méi)有明顯缺陷,表明dvl2起主導(dǎo)作用。通過(guò)構(gòu)建dvl2和dvl3a的雙突變體,進(jìn)一步的敲除掉dvl的劑量。dvl2和dvl3a的合子突變體表現(xiàn)出輕微的體軸延伸缺陷,但前后圖式形成正常。Zdvl2;MZdvl3a表現(xiàn)出嚴(yán)重的體軸延伸缺陷并開(kāi)始出現(xiàn)后部的缺陷,但前部發(fā)育正常。通過(guò)構(gòu)建鑲嵌體胚胎,我們克服了合子突變體致死的不利因素,得到了dvl2和dvl3a的母源合子突變體,該突變體表現(xiàn)出嚴(yán)重的集中延伸運(yùn)動(dòng)缺陷,軀干和后部缺失,同時(shí)常常伴隨獨(dú)眼和頭面部缺陷。通過(guò)表型和分子水平的分析,我們發(fā)現(xiàn)早期的背部決定沒(méi)有受到影響,表明dvl2和dvl3a可能并不參與母源Wnt的激活,提示Dishevelled及其上游的經(jīng)典Wnt信號(hào)通路組分對(duì)于背部決定不是必需的。我們的研究表明母源和合子的dvl2和dvl3a劑量依賴性的調(diào)節(jié)合子Wnt信號(hào)通路和Wnt/PCP信號(hào)通路的激活,其中dvl2起主導(dǎo)作用。但完全缺失dv12和dv13a的母源合子產(chǎn)物不會(huì)對(duì)胚胎的背部決定產(chǎn)生影響。本研究有助于我們了解脊椎動(dòng)物早期胚胎發(fā)育中Dvl介導(dǎo)Wnt信號(hào)通路的機(jī)制,對(duì)于我們理解母源Wnt信號(hào)通路和探索背部決定因子的本質(zhì)有極大的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：Q344
【圖文】：

別是辦／Ｕｖ／－２和辦／－３；在果蠅中有一個(gè)辦／２：在線蟲里有３個(gè)，分別是辦心７、逡逑辦／？－２、ｍ／ｇ＾Ｄｉｌｌｍａｎ邋ｅｔ邋ａ丨．，２０１３）。Ｄｉｓｈｅｖｅｌｌｅｄ在斑馬魚中共有５個(gè)基因，分別逡逑是辦＂ａ／／６／２／Ｊａ／５ｈ各個(gè)基因之間十分保守（圖１－１邋Ｂ）。逡逑Ｄｉｓｈｅｖｅｌｌｅｄ有３個(gè)保守的結(jié)構(gòu)域，從Ｎ端到Ｃ端分別是ＤＩＸ、ＰＤＺ、ＤＥＰ逡逑（ＮＣＢＩ上還可以查到Ｄｉｓｈｅｖｅｌｌｅｄ結(jié)構(gòu)域，但是其功能目前還沒(méi)有報(bào)導(dǎo)）（圖１－１逡逑Ａ）。Ｄｉｓｈｅｖｅｌｌｅｄ通過(guò)這３個(gè)結(jié)構(gòu)域大約可同８０個(gè)蛋白質(zhì)相互作用。ＤＩＸ和ＰＤＺ逡逑結(jié)構(gòu)域參與經(jīng)典Ｗｎｔ／（３－ｃａｔｅｎｉｎ信號(hào)通路，而ＰＤＺ和ＥＤＰ參與非經(jīng)典Ｗｎｔ／ＰＣＰ逡逑信號(hào)通路。每?jī)蓚�(gè)相鄰結(jié)構(gòu)域之間也有一些保守的序列，ＤＥＰ結(jié)構(gòu)域下游有一逡逑個(gè)非常保守的Ｃ末端

Ｄｖｌ如何區(qū)分這兩個(gè)信號(hào)通路還不是很清楚。逡逑２．邋ＷｉｌＨ言號(hào)通路在斑馬魚早期胚胎發(fā)育中的作用逡逑斑馬魚早期胚胎發(fā)育一般指從一細(xì)胞期到原腸運(yùn)動(dòng)結(jié)束（圖１－３）。斑馬魚卵逡逑細(xì)胞受精后約４５ｍｉｎ，卵裂期開(kāi)始，持續(xù)１０次有規(guī)律的分裂，這時(shí)合子的基因逡逑組還不能轉(zhuǎn)錄，胚胎發(fā)育完全由母源提供的ｍＲＮＡ或蛋白質(zhì)支撐和調(diào)節(jié)。約３ｈ逡逑后，胚胎進(jìn)入囊胚期。在囊胚期，中期囊胚轉(zhuǎn)換（ｍｉｄ－ｂｌａｓｔｕｌａｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ，ＭＢＴ）逡逑開(kāi)始，這時(shí)合子的染色體開(kāi)始轉(zhuǎn)錄，合子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物逐漸取代母源產(chǎn)物接管逡逑胚胎發(fā)育的調(diào)節(jié)（Ｋｉｍｍｅｌ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋１９９５）。最早轉(zhuǎn)錄的合子基因，比如６ｏ：：ｏｒｃｉＡ－、ｃ７７0ｒｃ／／７？、逡逑ｇｏｏ＾ｅｃｏ／ｔ／、ｖｏｘ／ｖｅ／７ｆ／ｖｅ＜ｉ、和辦是背腹決定的調(diào)節(jié)因子。其中一■些基因逡逑如ｔｏｚｏｚｏＡ－決定了胚盾的形成（Ｌｅｕｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ．，２００３）。囊胚期卵黃合胞體層開(kāi)始形成，逡逑３逡逑

邐？Ｇｅｎｅ邋ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ逡逑Ｃｋ邋）逡逑圖１－２，圖示Ｗｉｌｔ信號(hào)通路各組分及其轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程（Ｈａｂａｓ邋ａｎｄ邋ｌ）ａｗｉｄ，２００５）。逡逑（ａ）細(xì)胞質(zhì)中的（３－ｃａｔｅｎｉｎ在經(jīng)典Ｗｎｔ信號(hào)通路沒(méi)有被激活的情況下會(huì)被一個(gè)（３－ｃａｔｅｎｉｎ降逡逑解復(fù)合體磷酸化并降解。當(dāng)Ｗｎｔ配體同Ｆｒｉｚｚｌｅｄ受體和輔受體ＬＲＰ５／６結(jié)合后，經(jīng)典Ｗｎｔ逡逑信號(hào)通路被激活。Ｄｉｓｈｅｖｅｌｌｅｄ的ＤＩＸ和ＰＤＺ結(jié)構(gòu)域結(jié)合一些因子如ＧＳＫ３和ＣＫ１，形成一逡逑個(gè)復(fù)合體，抑制了邋ｐ－ｃａｔｅｎｉｎ的降解。ｐ－ｃａｔｅｎｉｎ在細(xì)胞質(zhì)中聚集并入核，同ＴＣＦ／ＬＥＦ家族因逡逑子結(jié)合，激活靶基因的表達(dá)。（ｂ）對(duì)于非經(jīng)典Ｗｎｔ信號(hào)通路，Ｗｎｔ配體同Ｆｒｉｚｚｌｅｄ受體的結(jié)逡逑合不需要ＬＲＰ５／６，利用Ｄｉｓｈｅｖｅｌｌｅｄ的ＰＤＺ和ＤＥＰ結(jié)構(gòu)域，這一通路激活了一些小ＧＴＰａｓｅ逡逑和Ｒａｘ，引發(fā)了細(xì)胞骨架的變化。（ｃ）對(duì)于Ｗｎｔ－Ｃａ２＋信號(hào)通路，Ｗｎｔ配體同Ｆｒｉｚｚｌｅｄ受體結(jié)逡逑合，激活了邋Ｇ蛋白。這一過(guò)程需要ＰＫＣ，邋ＣａｍＫ２和Ｄｉｓｈｅｖｅｌｌｅｄ的ＰＤＺ和ＤＥＰ結(jié)構(gòu)域。逡逑綜上

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本文編號(hào)：2763086