本文選題：FoxG1 + 耳蝸�。� 參考：《東南大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：先天性聽力缺陷是新生兒出生缺陷的重要方面,其發(fā)病率位居新生兒出生缺陷之首。聽力損失主要分為感音神經(jīng)性聽力損失和傳導(dǎo)性聽力損失。目前研究表明,新生兒聽力缺陷的病因主要與遺傳因素尤其是耳聾相關(guān)基因突變、線粒體的遺傳因素、外周的聽神經(jīng)病和引起傳導(dǎo)性聽力損失的疾病有關(guān)。因此對(duì)聽覺相關(guān)基因功能和聾病的分子機(jī)制研究有重要的意義。FoxG1是Fox家族的一個(gè)重要成員,位于許多基因的上游,可通過(guò)與非編碼序列的結(jié)合從而對(duì)多種轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控,所以FoxG1在早期神經(jīng)發(fā)育中具有重要的調(diào)節(jié)作用。FoxG1與多種神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病有關(guān),如Rett綜合征、癲癇及小頭畸形。在FoxG1全身性敲除小鼠中發(fā)現(xiàn)大腦皮質(zhì)、端腦、耳、視網(wǎng)膜、嗅覺上皮細(xì)胞等組織的神經(jīng)發(fā)育均受影響,并在出生后死亡。目前研究發(fā)現(xiàn)FoxG1全身性敲除小鼠的內(nèi)耳發(fā)育出現(xiàn)嚴(yán)重畸形,如蝸管變短、毛細(xì)胞的排數(shù)增多、前庭縮小、軸突的生長(zhǎng)和前庭神經(jīng)元的定位出現(xiàn)異常、外骨壺腹缺失、毛細(xì)胞極性改變等。但是FoxG1全身性敲除是胚胎致死的,這就為研究FoxG1在出生后毛細(xì)胞發(fā)育及存活的相關(guān)機(jī)制帶來(lái)了困難。我們通過(guò)Gficre小鼠與FoxG1loxp/loxp交配得到毛細(xì)胞條件性敲除FoxG1小鼠,避免了FoxG1對(duì)個(gè)體存活的影響,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究FoxG1基因在毛細(xì)胞發(fā)育及存活中發(fā)揮的功能,并對(duì)毛細(xì)胞發(fā)育相關(guān)通路因子進(jìn)行檢測(cè),從而在毛細(xì)胞中對(duì)FoxG1的作用機(jī)制進(jìn)行更加深入的研究。我們首先對(duì)Gficre小鼠的Cre酶活性及敲除效率進(jìn)行了鑒定,結(jié)果顯示Gfi-Cre可激活tdTomato的表達(dá),同時(shí)對(duì)FoxG1loxp/-Gficre小鼠與FoxG1loxp/loxp小鼠交配所得子代耳蝸解剖后發(fā)現(xiàn)FoxG1被顯著敲除。我們還發(fā)現(xiàn)在FoxG1CKO的新生鼠(p1、p7)的耳蝸?lái)斎安糠种腥ν饷?xì)胞出現(xiàn)多排分布,且這些多余的毛細(xì)胞會(huì)隨著發(fā)育時(shí)間而逐漸減少。另外,我們發(fā)現(xiàn)FoxG1 CKO的小鼠在成年后聽閾隨著發(fā)育時(shí)間延長(zhǎng)逐漸升高,并伴隨著毛細(xì)胞的缺失,且缺失程度會(huì)隨著小鼠年齡增長(zhǎng)而逐漸加重,通過(guò)對(duì)不同時(shí)期耳蝸進(jìn)行TUNEL染色發(fā)現(xiàn)FoxG1缺失后凋亡細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)增加,凋亡因子的表達(dá)水平升高。我們對(duì)P1時(shí)期的小鼠進(jìn)行了 RNAseq分析,發(fā)現(xiàn)在FoxG1缺失后多個(gè)信號(hào)通路的表達(dá)出現(xiàn)異常,說(shuō)明FoxG1對(duì)毛細(xì)胞發(fā)育的影響是通過(guò)多個(gè)信號(hào)通路的協(xié)同調(diào)控實(shí)現(xiàn)的,其中Notch信號(hào)通路因FoxG1的缺失而被顯著抑制,因此導(dǎo)致細(xì)胞的過(guò)度分化,這也是引起毛細(xì)胞增多的原因之一。此外,IGF、Wnt、EGF等信號(hào)通路相關(guān)基因表達(dá)也受到了抑制,說(shuō)明FoxG1的正常表達(dá)對(duì)毛細(xì)胞的存活是非常重要的,FoxG1缺失后毛細(xì)胞的凋亡敏感性增加。以上研究為深入研究耳蝸發(fā)育機(jī)制及FoxG1基因的功能提供了新的線索及依據(jù)。
[Abstract]:Congenital hearing deficiency is an important aspect of newborn birth defect, and its incidence is the highest. Hearing loss includes sensorineural hearing loss and conductive hearing loss. Current studies have shown that the cause of neonatal hearing impairment is mainly related to genetic factors, especially deaf-related gene mutations, mitochondrial genetic factors, peripheral auditory neuropathy and diseases causing conductive hearing loss. Therefore, it is important to study the function of hearing related genes and the molecular mechanism of deafness. FoxG1 is an important member of the Fox family, located upstream of many genes. Expression of multiple transcription factors can be regulated by combining with non-coding sequences, so FoxG1 plays an important role in early neurodevelopment. FoxG1 is associated with many neurodevelopmental disorders, such as Rett syndrome. Epilepsy and microcephaly. It was found in FoxG1 knockout mice that the neural development of cerebral cortex, telencephalon, ear, retina and olfactory epithelial cells were all affected and died after birth. The present study has found that the inner ear of FoxG1 knockout mice has serious deformities, such as shorter cochlear canal, more hair cells, smaller vestibule, abnormal axon growth and location of vestibular neurons, and absence of external ampulla. Change of hair cell polarity, etc. However, systemic knockout of FoxG1 is the death of embryo, which makes it difficult to study the mechanism of hair cell development and survival in postnatal FoxG1. We obtained hair-cell conditioned knockout FoxG1 mice by mating with FoxG1loxp/loxp in Gficre mice, thus avoiding the effect of FoxG1 on individual survival. On this basis, we further studied the function of FoxG1 gene in hair cell development and survival. In order to study the mechanism of FoxG1 in hair cells, the factors related to the development of hair cells were detected. We first identified the Cre enzyme activity and knockout efficiency of Gficre mice. The results showed that Gfi-Cre could activate the expression of tdTomato. At the same time, the cochlear anatomy of the offspring of FoxG1loxp/-Gficre mice and FoxG1loxp/loxp mice showed that FoxG1 was significantly knocked out. We also found that the outer hair cells of the cochlea apical circle and part of the cochlear apical circle of the newborn mouse of FoxG1CKO were distributed in multiple rows, and the excess hair cells decreased gradually with the development time. In addition, we found that the hearing threshold of FoxG1 CKO mice gradually increased with the development time, accompanied by the loss of hair cells, and the degree of loss increased with the age of the mice. By TUNEL staining in cochlea at different stages, it was found that apoptosis cells increased and apoptotic factor expression increased after FoxG1 deletion. We analyzed the expression of multiple signal pathways after FoxG1 deletion by RNAseq analysis in P1 mice, indicating that the effect of FoxG1 on hair cell development was mediated by the co-regulation of multiple signal pathways. The Notch signaling pathway was significantly inhibited by the absence of FoxG1, which led to the over-differentiation of the cells, which was one of the reasons for the increase of hair cells. In addition, the expression of signal transduction related genes such as IGF- WntGF-EGF was also inhibited, indicating that the normal expression of FoxG1 is very important to the survival of hair cells, and the apoptosis sensitivity of hair cells increased after the deletion of FoxG1. These studies provide a new clue and basis for the further study of cochlear development mechanism and the function of FoxG1 gene.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R764

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本文編號(hào)：1822089