小分子化合物組合重編程小鼠胚胎成纖維細胞為胚外內胚層樣細胞
發(fā)布時間：2022-01-22 20:41
利用小分子化合物已成功實現了體細胞向誘導多潛能干細胞（induced pluripotent stem cells,iPSCs）的轉變,經證實在該過程中產生了一種不可缺少的中間階段細胞,即化學誘導胚外內胚層樣細胞（chemical induced extraembryonic endoderm-like,ciXEN）,它們在基因表達模式和分化潛能上與胚胎源性胚外內胚層細胞（embryo-derived extraembryonic endoderm,eXEN）極為相似。但是ciXEN細胞的其它生物學特性和小分子化合物對ciXEN細胞體外維持培養(yǎng)的影響還尚未有系統性報道。本研究以小鼠胚胎成纖維細胞（mouse embryonic fibroblasts,MEFs）為起始細胞,利用小分子化合物組合,獲得無外源基因整合的ciXEN細胞;通過基因組測序、qPCR分析、免疫熒光、懸滴培養(yǎng)和代謝模式分析等驗證ciXEN細胞的生物學特性;此外,通過去除培養(yǎng)液中的小分子化合物和bFGF驗證其對ciXEN細胞體外維持培養(yǎng)的影響。1.利用小分子化合物組合重編程MEFs獲得ciXEN細胞不同數量起始細胞經小...
【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：148 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
小鼠胚胎發(fā)育早期細胞譜系特化流程圖
吉林大學博士學位論文10附圖2XEN細胞來源途徑簡圖2.5XEN細胞與CR間的聯系PrE和EPI共存于ICM中。研究指出源于PrE的XEN細胞在體內能自發(fā)轉變成具有多能的EPI[75]，在小鼠囊胚中這種細胞命運的轉變是由FGF/ERK通路調控[76]。還有研究指出PSCs和XEN細胞在基因表達譜上存在著重疊現象，如它們都表達基因Sall4和Lin28a[77]。另外，XEN細胞擁有獨特的基因表達譜，如高水平表達Gata6/4、Sox17、Foxa2和Sox7等，并且研究結果已證實異位過表達這些TFs能由PSCs中獲得XEN細胞[17,61,65,66]，也進一步表明這些TFs對XEN細胞命運具有決定性作用。除了控制XEN細胞的生物學特性外，這些譜系特異性TFs如Gata4或Gata3能分別作為先驅因子和前導因子打開由于表觀遺傳修飾而處于抑制狀態(tài)的多能性基因致密的染色質位點[78]。Gata4和Gata6已被證實能替代OCT4在重編程產生iPSCs中的作用[79,80]。XEN標記基因與多潛能相關基因間還存在相互拮抗作用，如Sox17和Sox2以及Gata6和Nanog間的競爭關系[66,81,82]，而Tbx3和Prdm14可以直接抑制XEN基因的表達而阻斷ESCs向XEN細胞分化[83]。此外，Sall4對ESCs和XEN細胞命運調控中具有雙向作用。在ESCs中，Sall4與Oct4、Sox2和Nanog相互作用共同構成多潛能性基因調控網絡（generegulationnetworks，GRNs）進而維持ESCs的多能性[26]。而在XEN細胞中，Sall4能直接調控XEN細胞基因的表達，且Sall4缺失的同時XEN細胞喪失了自我更
第1篇文獻綜述21條件也影響著MET，如生長在微槽基板或軟凝膠上的MEFs更易進行CR[181,182]。此外，細胞骨架重塑在CR中也發(fā)揮重要作用，參與細胞骨架調控的絲/蘇氨酸激酶中睪丸特異性蛋白激酶1（testis-specificproteinkinase1，TESK1）和LIM域激酶2（LIMdomainkinase2，Limk2）的敲低同樣能促進MET，并提高人成纖維細胞重編程效率[183]。CR中發(fā)生一系列動態(tài)表觀遺傳變化，包括DNA甲基化和組蛋白修飾，而MET也受表觀遺傳的調控。MEFs中TET1/2/3同時敲除擾亂了DNA的去甲基化不能實現CR[184]。此外，Tet1/2/3還可活化miR-200家族成員，繼而促進MET的發(fā)生[184]。而組蛋白H3K36去甲基化酶Kdm2a/2b能促進MET的發(fā)生進而增強CR[185]，更重要的是抑制組蛋白H3K79甲基轉移酶DOT1L可下調間質基因表達從而提高重編程效率[157]。卟啉334作為一種真菌霉素樣氨基酸，可通過激活H3K4me3來調控CR過程中的MET，進而提高CR效率[186]。研究還發(fā)現脂質已成為決定細胞命運的關鍵因素，磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine，PHE）在體細胞重編程的早期合成增多，其能通過增強PHE結合蛋白1（PHEbindingprotein1，PEBP1）與IκB激酶α（IκBkinaseα，IKKα）和IKKβ間的相互作用來抑制核轉錄因子κB（nuclearfactorκB，NF-κB），進而加速MET的進程和促進多潛能性的獲得[187]。因此，MET在CR中的重要性促使我們在重編程產生ciXEN細胞的小分子化合物組合中引入了促進MET發(fā)生的小分子化合物CHIR99021和RepSOX等。附圖3CR過程中的MET
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Variations in mesenchymal-epithelial transition-related transcription factors during reprogramming of somatic cells from different germ layers into iPSCs[J]. Xiaoyin Lu,Yukai Wang,Long Yan,Libin Wang,Wei Li,Hongmei Wang. Journal of Genetics and Genomics. 2016(10)
本文編號：3602869
【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：148 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
小鼠胚胎發(fā)育早期細胞譜系特化流程圖
吉林大學博士學位論文10附圖2XEN細胞來源途徑簡圖2.5XEN細胞與CR間的聯系PrE和EPI共存于ICM中。研究指出源于PrE的XEN細胞在體內能自發(fā)轉變成具有多能的EPI[75]，在小鼠囊胚中這種細胞命運的轉變是由FGF/ERK通路調控[76]。還有研究指出PSCs和XEN細胞在基因表達譜上存在著重疊現象，如它們都表達基因Sall4和Lin28a[77]。另外，XEN細胞擁有獨特的基因表達譜，如高水平表達Gata6/4、Sox17、Foxa2和Sox7等，并且研究結果已證實異位過表達這些TFs能由PSCs中獲得XEN細胞[17,61,65,66]，也進一步表明這些TFs對XEN細胞命運具有決定性作用。除了控制XEN細胞的生物學特性外，這些譜系特異性TFs如Gata4或Gata3能分別作為先驅因子和前導因子打開由于表觀遺傳修飾而處于抑制狀態(tài)的多能性基因致密的染色質位點[78]。Gata4和Gata6已被證實能替代OCT4在重編程產生iPSCs中的作用[79,80]。XEN標記基因與多潛能相關基因間還存在相互拮抗作用，如Sox17和Sox2以及Gata6和Nanog間的競爭關系[66,81,82]，而Tbx3和Prdm14可以直接抑制XEN基因的表達而阻斷ESCs向XEN細胞分化[83]。此外，Sall4對ESCs和XEN細胞命運調控中具有雙向作用。在ESCs中，Sall4與Oct4、Sox2和Nanog相互作用共同構成多潛能性基因調控網絡（generegulationnetworks，GRNs）進而維持ESCs的多能性[26]。而在XEN細胞中，Sall4能直接調控XEN細胞基因的表達，且Sall4缺失的同時XEN細胞喪失了自我更
第1篇文獻綜述21條件也影響著MET，如生長在微槽基板或軟凝膠上的MEFs更易進行CR[181,182]。此外，細胞骨架重塑在CR中也發(fā)揮重要作用，參與細胞骨架調控的絲/蘇氨酸激酶中睪丸特異性蛋白激酶1（testis-specificproteinkinase1，TESK1）和LIM域激酶2（LIMdomainkinase2，Limk2）的敲低同樣能促進MET，并提高人成纖維細胞重編程效率[183]。CR中發(fā)生一系列動態(tài)表觀遺傳變化，包括DNA甲基化和組蛋白修飾，而MET也受表觀遺傳的調控。MEFs中TET1/2/3同時敲除擾亂了DNA的去甲基化不能實現CR[184]。此外，Tet1/2/3還可活化miR-200家族成員，繼而促進MET的發(fā)生[184]。而組蛋白H3K36去甲基化酶Kdm2a/2b能促進MET的發(fā)生進而增強CR[185]，更重要的是抑制組蛋白H3K79甲基轉移酶DOT1L可下調間質基因表達從而提高重編程效率[157]。卟啉334作為一種真菌霉素樣氨基酸，可通過激活H3K4me3來調控CR過程中的MET，進而提高CR效率[186]。研究還發(fā)現脂質已成為決定細胞命運的關鍵因素，磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine，PHE）在體細胞重編程的早期合成增多，其能通過增強PHE結合蛋白1（PHEbindingprotein1，PEBP1）與IκB激酶α（IκBkinaseα，IKKα）和IKKβ間的相互作用來抑制核轉錄因子κB（nuclearfactorκB，NF-κB），進而加速MET的進程和促進多潛能性的獲得[187]。因此，MET在CR中的重要性促使我們在重編程產生ciXEN細胞的小分子化合物組合中引入了促進MET發(fā)生的小分子化合物CHIR99021和RepSOX等。附圖3CR過程中的MET
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Variations in mesenchymal-epithelial transition-related transcription factors during reprogramming of somatic cells from different germ layers into iPSCs[J]. Xiaoyin Lu,Yukai Wang,Long Yan,Libin Wang,Wei Li,Hongmei Wang. Journal of Genetics and Genomics. 2016(10)
本文編號：3602869
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