Notch信号通路与生殖干细胞研究进展

Notch信号通路是一个在进化中高度保守的信号通道,具有调控细胞增殖、分化及凋亡的作用。近年来,随着研究的不断深入,发现Notch信号通路与生殖干细胞的增殖分化及干细胞微环境的作用机理密切关联,Notch信号通路在生殖系统发育及疾病治疗中的作用机制逐渐引起人们的广泛关注。该文综合论述了Notch信号通路的生理特性及功能,重点阐述Notch信号通路在精原干细胞、卵巢生殖干细胞及生殖干细胞微环境系统中的调控机制。     

造血干细胞发育过程中的信号通路调控

血液系统是维持机体生命活动最重要的系统之一,为机体提供所需的氧气和营养物质,通过物质交换维持内环境的稳态,同时为机体提供免疫防御与保护。血细胞是血液的重要组成成分,机体中成熟血细胞类型起源于具有自我更新及分化潜能的多能成体干细胞—造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)。造血干细胞及各类血细胞产生、发育及成熟的过程称为造血过程,该过程开始于胚胎发育早期并贯穿整个生命过程,任一阶段出现异常都可能导致血液疾病的发生。因此,深入探究造血发育过程及其调控机制对于认识并治疗血液疾病至关重要。近年来,以小鼠(Mus musculus)和斑马鱼(Danio rerio)作为动物模型来研究造血发育取得了一系列的进展。其中,BMP、Notch和Wnt等信号通路对造血干细胞的命运决定和产生发挥了重要作用。本文对这些信号通路在小鼠和斑马鱼造血过程中的调控作用进行系统总结,以期能够完善造血发育过程的调控网络并为临床应用提供指导。     

Wnt/β-catenin信号通路与干细胞衰老

Wnt/β-catenin信号通路作为一条进化保守的信号通路,有着广泛的生物学作用。研究发现,Wnt/β-catenin信号通路与干细胞衰老之间存在联系。激活Wnt/β-catenin信号通路可导致干细胞发生衰老变化,而抑制Wnt/β-catenin信号通路可延缓干细胞的衰老。本文对Wnt/β-catenin信号通路与干细胞衰老之间的关系及其作用机制作一综述。     

JAK-STAT信号通路与衰老及衰老相关疾病

老龄化是许多慢性疾病的首要危险因素.如果老年人的疾病预防水平得不到大幅度的提高,不仅会影响老年人及家庭成员的生活质量,还会导致国家的经济以及医疗资源严重的匮乏.因此,如何延缓衰老已成为全世界关注的焦点.近些年,对衰老相关的机制也进行了广泛的研究,其中JAK-STAT信号通路吸引了大量学者的眼球.但是对JAK-STAT信...     

Hippo信号对卵巢生殖干细胞增殖及卵巢功能的影响

已有研究表明,Hippo信号通路对干细胞的自我更新和分化至关重要,且Hippo信号通路在调控卵泡生长中起重要作用,然而,目前关于Hippo通路对卵巢生殖干细胞的增殖和分化以及卵巢功能重塑的影响相关的研究较少。为了明确Hippo信号通路效应因子YAP1与卵巢生殖干细胞体外增殖分化的关系,以及Hippo信号通路对卵巢癌的主要功能。我们采用两步法酶促分离和磁性分离技术分别鉴定卵巢生殖干细胞,通过测定MVH和OCT4标记物的表达,然后选择YAP1作为Hippo信号通路的主要效应分子,作为研究的靶基因。将含有过表达的YAP1或YAP1靶向的shRNA的慢病毒转导入卵巢生殖干细胞中。通过将过表达YAP1或YAP1 shRNA的慢病毒载体微量注射到不育小鼠模型中,观察调节Hippo信号通路对卵巢的增殖、分化和内分泌功能的影响。研究结果表明,在分离的卵巢生殖干细胞中观察到YAP1和MVH的共表达。与对照组相比,过表达YAP1的卵巢生殖干细胞中MVH和OCT4表达水平显著增加。而YAP1敲低后,MVH和OCT4水平显著降低;不育小鼠模型中YAP1过表达15 d后,E2和FSH含量显著升高,而YAP1 shRNA表达后,小鼠血清E2和FSH含量显著降低。YAP1可用于调控卵巢生殖干细胞的增殖和分化以及小鼠的卵巢功能。本研究表明,Hippo信号通路可能是调控卵巢功能重建的一个新的分子靶点。     

Notch信号通路调控猕猴胚胎干细胞的胆管样细胞分化(英文)

猕猴胚胎干细胞(rhesus monkey embryonic stem(rES))与人胚胎干细胞有相似的生物学特性,因此是理想的临床前研究的替代模型。Notch信号通路在胆管及胆管上皮细胞的形成中有重要的作用,然而,有关Notch信号通路在ES细胞的胆向分化中的作用了解甚少。该实验以rES为模型,对Notch信号通路对ES细胞的胆向分化过程中的作用进行了较为系统的研究。rES在细胞因子ActivinA诱导作用下产生约80%的限定性内胚层细胞。以Matrigel作为细胞外基质,在含BMP4和FGF1的无血清培养体系中继续诱导5～7d,rES细胞来源的限定性内胚层细胞分化产生约胆管样细胞。分化的细胞表达胆管细胞的特异性蛋白((CK7、CK18、CK19、CK20和OV-6)及基因(GSTPi、IB4和HNF1β)。在胆管样细胞的分化过程中检测到了Notch1和Notch2基因及下游信号分子hes1和hes5的表达。用Notch抑制剂L-685458处理分化过程中的细胞可导致Notch1和Notch2基因及下游信号分子hes1和hes5的表达下降,同时CK19阳性的胆管样细胞分化比率也从90%下降至约20%。这一...     

精原干细胞与睾丸生殖衰老的研究进展

雄性睾丸内精子的生成及其质量随年龄增长逐渐降低。精原干细胞是精子生成的起点,其数量和质量决定了精子的生成,而精原干细胞niche是调节精原干细胞自我更新与分化的重要因素。在衰老过程中,干细胞微环境退化,精原干细胞自我更新和分化失衡,被认为是衰老导致睾丸生殖功能衰退的的主要因素。本文将综述衰老引起的精原干细胞与niche变化及其对生殖的影响相关研究进展。     

小鼠卵巢生殖干细胞分离培养鉴定

通过比较不同酶分离方法获得小鼠（Mus musculus）卵巢生殖干细胞的数量以及不同饲养层培养卵巢生殖干细胞的生长状态,筛选出最佳酶分离方法和饲养层,以期建立更优化的培养体系,并对优化培养体系长期培养的卵巢生殖干细胞进行功能鉴定。选取5日龄C57BL/6雌性乳鼠卵巢,机械法制备卵巢组织碎片后,分别采用传统两步酶法（胶原酶和胰蛋白酶）和改良两步酶法（胶原酶、DNA酶、透明质酸酶、分离酶Ⅱ和胰蛋白酶）分离卵巢生殖干细胞,差速贴壁法纯化后,观察不同酶消化方法对卵巢生殖干细胞数量的影响;将分离得到的卵巢生殖干细胞分别培养于小鼠胚胎成纤维细胞STO系[sandosinbred mice(SIM)embryo-derived thioguanine and ouabain-resistant]、多聚赖氨酸以及明胶3种不同的饲养层,观察卵巢生殖干细胞的生长增殖状态;将传至第6代的卵巢生殖干细胞用碱性磷酸酶检测法和免疫荧光法对卵巢生殖干细胞标志物MVH、Oct4、C-kit和增殖标记物Brdu进行鉴定。结果发现两种酶分离方法均可从卵巢中分离得到卵巢生殖干细胞,其中传统两步酶法获得的细胞经差速贴壁法纯...     

Notch信号通路对干细胞分化的影响

干细胞的增殖分化受到自身或外在、远程或近程多种信号通路的调控,而细胞之间的相互通讯在此过程中起到重要作用。Notch通路就是通过相邻细胞之间相互通讯调控细胞分化的重要信号通路之一,众多研究显示,该通路的活化在干细胞分化过程中发挥了重要调节作用,本文就此相关研究进展作一简要综述。     

乳腺癌干细胞分选及相关信号通路研究进展

肿瘤干细胞是指存在于肿瘤组织中的具有干细胞特性,即能够多向分化和自我更新的一类细胞群。随着肿瘤干细胞概念的提出,乳腺癌干细胞成为当今科研领域的一个研究热点。因此,了解如何分选乳腺癌干细胞及如何维持其"干性"对治疗及预防乳腺癌具有至关重要的意义。主要从乳腺癌干细胞分选、相关信号通路、上皮-间充质转换(EMT)等方面进行综述。     

Notch 信号通路与Neuralized蛋白

Notch信号通路在脊椎动物和无脊椎动物许多组织的发育过程和细胞间通讯中都发挥了关键的作用,包括调控细胞命运,调节细胞迁移,分化和增殖.Notch信号通路由Notch受体及其跨膜配体如Delta（Dl）和Serrate组成.Neuralized 蛋白（Neur）编码1个E3泛素连接酶,是Notch配体D1内吞所必需的.Neur蛋白包括3个从线虫到人高度保守的结构域：2个Neur同源重复结构域（NHR1和NHR2）和1个C端RING结构域.本文就Notch信号通路主要元件和Neru的结构与功能及其关系进行综述.     

敲除Pofut1不影响胚胎干细胞向神经元分化

蛋白O-连接岩藻糖基转移酶1 (Pofut1)基因缺失可导致Notch分子无法与配体结合并启动信号传递. 为研究Pofut1基因对哺乳动物胚胎干细胞（ESC）向神经分化的影响,利用Pofut1基因敲除的胚胎干细胞与野生型胚胎干细胞,经体外培养诱导拟胚体（EB）分化为神经细胞,计数分化为神经细胞的比例,采用细胞免疫组化染色和real-time PCR等方法,分析神经细胞特异性标志分子的表达. 结果显示,Pofut1基因缺失后,对EBC生长没有明显影响,分化过程中形成的拟胚体数量明显增多,分化的神经样细胞以及神经标志物分子的表达也明显多于对照组;Notch信号缺失对小鼠胚胎干细胞生长无明显影响,但可以促进ES细胞向神经细胞分化.     

Notch信号与心脏干细胞关系的研究进展

Notch信号是广泛存在于各种动物细胞中高度保守的信号途径,在干细胞生物学功能中发挥重要作用。心脏干细胞（cardiac stem cells,CSCs）是存在于心脏特殊微环境下的多潜能干细胞,其表面存在Notch受体,而与其相邻的细胞可表达Notch配体,提示心脏干细胞中的Notch信号在某些条件下可被活化。该文从Notch信号通路的组成和激活、CSCs的界定与来源、CSCs主要类型的一般生物学特征及Notch信号通路与CSCs形成、分化和增殖的关系等方面进行综述,并展望了基于CSCs在心肌再生相关转化医学研究中的前景。     

Effect of GSK-3 inhibitor on the proliferation of multipotent male germ line stem cells (mGSCs) derived from goat testis

The glycogen synthase kinase 3 (GSK3) inhibitor, 6-bromoindirubin-3′-oxime (BIO), is a key regulator of many signaling pathways to maintain pluripotency of human and mouse embryonic stem cells (ESCs). However, the effect of BIO on derivation of dairy goat male germline stem cells (mGSCs) remains unclear. The objectives of this study were to investigate whether BIO influences derivation of dairy goat mGSCs. Dairy goat mGSCs were cultured in mTeSR containing BIO medium and its effects on the proliferation ability of goat mGSCs (derived from goats ≤2 mo of age) were evaluated by 5-Bromo-2-deoxyuridine (BrdU) incorporation and alkaline phosphatase (AP) staining. Furthermore, its effects on maintenance of the undifferentiated state of mGSCs in late passages of cultures, as well as the capacity of mGSCs to differentiate into embryoid bodies (EBs) were examined. The presence of BIO increased the mitosis index and the number of AP positive colonies, as well as expression of pluripotent markers, Oct4, Nanog, Sox2, C-myc, Klf4, E-cadherin, and the proliferative markers, Pcna and C-myc. In contrast, there was no significant change in expression of apoptosis markers, P53, P21 and cyclin-related genes (Cyclin A, CDK2, Cyclin D1), as determined by RT-PCR analysis. When mGSCs were cultured in mTeSR medium containing BIO, EBs were formed, which were capable of further differentiating into various cell types found in the three embryonic germ layers, as determined by immunofluorescence and/or histologic staining. In conclusion, adding BIO to cultures BIO significantly promoted establishment of goat mGSC colonies and maintained their undifferentiated state.     

骨髓间充质干细胞通过JAK／STAT3信号通路抑制树突状细胞成熟

骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,bMSCs）具有自我更新、支持造血、多向分化和低免疫原性等特点,在调控树突状细胞（dendritic cells,DCs）成熟的过程中发挥重要作用。为了探讨bMSCs调控DCs成熟的机制,本研究通过分离培养正常捐献者bMSCs,并分离获取外周静脉血单个核细胞,诱导未成熟的树突状细胞（immature dendritic cells,imDCs）和成熟的树突状细胞（mature dendritic cells,mDCs）生成。根据Genebank中人STAT3全长基因序列,设计针对STAT3的siRNA。根据培养条件不同设计实验分组：正常bMSCs与imDCs共培养（阴性对照组）,转染siRNA的bMSCs与imDCs共培养（siRNA组）、加入JAK/STAT通路抑制剂AG490的bMSCs与imDCs共培养（AG490组）、加入TNF-α诱导的mDCs（阳性对照组）共4组,共培养72 h,流式细胞术分析DCs表型变化,ELISA检测培养液上清中IL-12水平变化。结果显示,阴性对照组不表达CD40、CD80、CD83、CD86和HLA DR标志树突细胞成熟的分子,而表达CD11b,其表型与imDCs一致;而siRNA组和AG490组的DCs表达CD40、CD80、CD83、CD86和HLA-DR等标志分子,而不表达CD11b,其表型与TNF-α诱导成熟的mDCs表型一致;siRNA组、AG490组和阳性对照组的IL-12水平较阴性对照组的IL-12水平显著升高（P＜0.05）,但siRNA组、AG490组和阳性对照组之间无明显差异（P＞0.05）。以上结果表明,通过siRNA和抑制剂AG490阻断bMSCs中JAK/STAT3通路促进了imDCs的成熟,提示bMSCs通过JAK/STAT3通路参与调控imDCs成熟。     

The many faces of Notch signaling in skin‐derived cells

Since the cloning of the Drosophila gene in the 1980s, decades of research have sought to dissect the intricacies of the mammalian Notch signaling cascade. The intrigue of this pathway undoubtedly lies in its ability to influence diverse cellular processes, including differentiation, cell fate, homeostasis, survival, proliferation and angiogenesis. Based on its evolutionary conservation and its fundamental role in development, it is not surprising that deregulation of the Notch signaling pathway can result in neoplastic growth. While originally of particular interest to immunologists based on its chief role in influencing T‐cell fate decisions and tumor oncogenesis in T‐cell acute lymphoblastic leukemia, pigment cell biologists have recently taken notice of the Notch cascade based on studies suggesting the importance of this pathway in regulating melanocyte stem cell survival and melanoma progression. We will review the Notch signaling literature as it relates to skin homeostasis, melanocytic stem cells and melanoma tumorigenesis.