间隙连接蛋白在卵泡发育过程中的作用

间隙连接广泛分布于各种组织细胞中,由其构成的通道允许小分子信号物质在相邻细胞间直接传递,在细胞间的通讯方面起着非常重要的作用。间隙连接由连接蛋白(Cx)组成,目前已经发现Cx家族有20多个成员[1],它们在相邻细胞间组成同种或异种间隙连接,调控着细胞的增殖和分化。在哺乳动物卵泡发育过程中,卵母细胞与周围的颗粒细胞之间形成的缝隙连接,介导胞间通讯,对生殖细胞迁移、卵母细胞减数分裂能力恢复、颗粒细胞分层、卵泡成腔、黄体形成、促性腺激素信号传递有非常重要的调节作用。本文根据近年来相关的研究报道,对卵泡发育过程中间隙连接的作用进行综述。     

动物早期胚胎发育中染色质结构的继承和重编程

染色质开放性和染色质三维高级结构在基因表达和调控中发挥着非常重要的作用,广泛参与分化、发育、肿瘤发生等细胞生理过程,是表观遗传研究的热点领域之一。动物胚胎发育起始于终端分化的卵子受精形成全能性的受精卵。在精卵结合的过程中,染色质开放性和染色质三维高级结构发生了剧烈的变化,经历继承、重编程、重新建立的过程,并指导调控受精卵分化发育最终成为多细胞、多器官组织的新生命个体。本文介绍了近年来研究染色质开放性和染色质三维高级结构的实验分析技术手段,染色质结构在动物早期胚胎发育过程中的变化规律及其在早期胚胎发育中的作用,染色质结构与其他表观遗传信息(甲基化、组蛋白修饰等)关系方面的重要研究进展和存在的科学问题,以期为表观遗传调控早期胚胎发育的研究提供参考。     

果蝇发育中细胞决定和分化与基因表达环境

胚胎发育是个程序化的,复杂而有趣的生命现象。在胚胎发育中,不同细胞的分化和其 功能由基因决定,受到核内遗传物质的控制。而细胞的决定和分化则是在不同的细胞质对细胞核的不断作用下,才能逐步进行。核质之间的相互作用先建立特定的基因表达状态,从而选择性表达发育调控基因或分化基因。发育调控基因产物一旦进入胞质,就可改变原来的基因表达环境,使细胞核进入新的基因表达状态,选择表达新的发育调控基因。如果新的发育调控基因的产物再影响细胞核,改变原来的基因表达状态,其它的发育调控基因的表达就可使胚胎细胞进一步分化。在发育过程中,细胞质和细胞核的这个相互作用不断进行,使控制发育程序的不同基因群在特定的时空中表达,受精卵分裂产生的子细胞才能不断决定和逐步分化,最后形成组成个体所必须的各种细胞类型。     

哺乳动物早期胚胎发育及干细胞分化过程中的表观遗传调控研究

哺乳动物早期发育过程伴随着细胞的增殖、迁移以及细胞命运的层级特化。体外干细胞系在合适刺激下的定向分化可以部分模拟早期胚胎发育及细胞命运决定的历程。在细胞命运层级特化过程中,细胞通过多重调控机制协调全能性相关基因的维持及关闭、特定谱系关键基因的时空特异性表达,表观遗传调控在该过程中发挥着十分重要的作用。开展针对体内胚胎发育及体外干细胞定向分化过程中细胞命运决定表观调控机制的研究,将推动对发育生物学基本科学问题的认识,同时也将进一步推动再生医学的发展,最终服务于国家人口健康发展战略。     

肌细胞发育过程中间隙连接的变化

用石蜡切片、超薄切片和冰冻蚀刻技术研究了东方蝾螈胚胎肌细胞发育过程中间隙连接的变化。间隙连接最初出现于原肠后期的体节中胚层细胞中,到原肠末期,体节中胚层细胞间的间隙连接数量骤增,从神经板期到鼻窝出现期,间隙连接数量保持在一个相当高的水平,肌效应期后,其数量明显下降,直到肌细胞发育成熟,神经-肌肉连接充分发育,间隙连接才消失。间隙连接大小的变化与数量的变化表现为平行的现象。此外,细胞融合之前,正是间隙连接的数量和大小达到最高峰的时间。这些结果说明细胞通讯与胚胎肌细胞发育密切相关。对细胞通讯在细胞决定和分化以及细胞融合中的可能作用进行了讨论。     

组蛋白甲基化修饰酶与早期胚胎发育

早期胚胎发育是胚胎发育中细胞分裂与分化最为活跃的时期,也是合子型基因大规模转录的时期,而此时组蛋白的甲基化修饰也显示出动态学的变化。这一时期,在细胞内外信号的共同调控下,经历着一系列基因的激活与抑制,许多调控机制参与其中的调控。而近年来的研究表示,表观遗传学调控显示越来越重要的作用。组蛋白甲基化修饰是表观遗传学重要调控机制之一,在胚胎的早期发育过程中扮演着重要的角色。就近年来组蛋白甲基化修饰酶在早期胚胎发育过程中的作用与功能做一简要综述。     

斑马鱼胚胎发育中细胞凋亡的研究进展

细胞凋亡是细胞在基因调控下发生的主动消亡过程,在脊椎动物胚胎发育过程中非常重要。斑马鱼作为一种十分理想的发育分子生物学研究模型,在有关细胞凋亡在诸如形态发生、性别分化等方面功能之活体在位研究中日益受到重视。目前,斑马鱼胚胎发育中主要凋亡通路研究已进行了不少工作,特别是caspase及其它凋亡调控基因在斑马鱼中已被成功克隆,通过转基因斑马鱼胚胎中胁迫诱导细胞凋亡并研究其信号通路以及斑马鱼胚胎形态发生的异常改变,为阐明这些凋亡调控基因与发育之间的关系提供了一个强有力的手段。     

热休克蛋白（HSPs）在胚胎发育中作用的研究进展

在胚胎发育,特别是早期胚胎发育时期,基因转录活跃、蛋白质大量合成,细胞的增殖和分化非常剧烈,细胞的环境在不断变化,细胞对外界刺激十分敏感。这个时期的HSPs变化和作用表现得非常突出。本文简要总结了近十年有关热休克蛋白在胚胎发育中作用的研究成果。根据胚胎发育地HSPs的依赖性、HSPs基因表达的发育阶段特异性和组织特异性、干扰胚胎发育中HSPs表达程序以后导致胚胎异常发育等现象推测：（1）热休克基因与和／功调控体形形成、肌肉及神经分化,而在胚胎发育中具有看家基因的功能;（2）热休克蛋白作为伴侣分子,通过介导新合成的和／或可逆变性的蛋白质正确折叠、装配、转动及促进不需要的和／或不可逆变性的蛋白质降解,参与胚胎的正常发育和保护胚胎不受不良刺激的影响。这方面的深入研究,必将有助于阐明胚胎发育、细胞增殖、细胞分化和去分化、细胞转化、生物适应性等的分子机理。     

GATA转录因子家族在细胞命运调控中的作用

在胚胎发育过程中,组织器官的形成依赖于干细胞在空间与时间上正确的定向分化、增殖,以及中间细胞的凋亡.这一细胞命运决定的过程必须被严格精确地调控,从而保证胚胎发育过程中组织器官形成得以顺利地进行.在此过程中,GATA转录因子家族扮演了不可或缺的角色,它们在胚层分化、造血系统和心脏形成、胸腺和肠道发育以及肿瘤发生中都起到了重要的作用.本文结合目前对GATA转录因子家族的研究和本课题组实验结果,介绍其在干细胞分化和维持,以及它们在细胞重编程中所起的作用.     

胚胎干细胞向中内胚层分化的调控机制

在哺乳动物胚胎发育过程中,中内胚层(mesendoderm)也被称为原条(primitive streak),是中胚层和内胚层分化的过渡时期。中内胚层的存在时间较短,但成功的中内胚层分化对随后进行的中胚层与内胚层发育至关重要。发育生物学的研究极大地推动了人们对胚胎发育的认识,同时,越来越多体外分化系统的建立也加深了对环境信号如何影响胚层分化的理解。近些年来,通过表观遗传的研究,人们逐渐认识到染色体结构与组蛋白修饰的改变也在分化发育过程中起到重要作用。通过胚胎干细胞定向诱导中内胚层分化来探究相关分子机制,不仅有助于对早期胚胎发育的了解,也有助于临床应用与疾病治疗。现总结了TGF-β信号、Wnt信号和FGF信号调控中内胚层分化的研究现状,并概述了这些信号如何与表观修饰共同调控胚胎干细胞向中内胚层分化的进展。     

热休克蛋白(HSPs)在胚胎发育中作用的研究进展(英文)

在胚胎发育,特别是早期胚胎发育时期,基因转录活跃,蛋白质大量合成,细胞的增殖和分化非常剧烈,细胞的环境在不断变化,细胞对外界刺激十分敏感。这个时期的ＨＳＰｓ变化和作用表现得非常突出。 本文简要总结了近十年有关热休克蛋白在胚胎发育中作用的研究成果。根据胚胎发育对ＨＳＰｓ的依赖性、ＨＳＰｓ基因表达的发育阶段特异性和组织特异性、干扰胚胎发育中ＨＳＰｓ表达程序以后导致胚胎异常发育等现象推测：（１）热休克基因通过参与和／或调控体形形成、肌肉及神经分化,而在胚胎发育中具有看家基因的功能;（２）热休克蛋白作为伴侣分子,通过介导新合成的和／或可逆变性的蛋白质正确折叠、装配、转运及促进不需要的和／或不可逆变性的蛋白质降解,参与胚胎的正常发育和保护胚胎不受不良刺激的影响。这方面的深入研究,必将有助于阐明胚胎发育、细胞增殖、细胞分化和去分化、细胞转化、生物适应性等的分子机理。     

转录因子Oct-4调控下游靶基因及其与胚胎发育全能/多能性的关系

作为一个和胚胎发育全能／多能性相关的转录因子,Oct-4通过多种多样的调控机制激活或抑制不同靶基因的转录,从而在细胞的全能／多能性及未分化状态的调控维持中发挥重要的作用。已知受Oct-4调控的靶基因中,不仅有一些重要的转录因子如Rex-I,而且有一些参与重要细胞活动的基因如Fgf-4,因此对Oct-4调控下游靶基因的研究将有助于对其在分化发育中所起作用的进一步了解,同时对全能／多能性这一发育学基本问题及其调控网络有一个新的认识。     

造血微环境细胞组成及功能的研究进展

造血微环境是造血干细胞(HSCs)居住的场所,对于维持HSCs自我更新、分化与稳态有着重要的调控作用。伴随着胚胎发育,造血主要分为卵黄囊造血、主动脉-性腺-中肾造血、胎肝造血及骨髓造血4个时期,因而研究造血发育时期的微环境对体外HSCs的扩增及诱导分化有着重要的指导意义。现对4个造血时期的造血微环境细胞组成及功能进行综述,阐明不同时期造血微环境调控作用的异同,为实现HSCs在体外的扩增与分化打下基础。     

Prdm1在哺乳动物胚胎和生殖细胞发育中的作用

Prdm1（PR domain zinc finger protein 1）,又称为Blimpl（B—lymphocyte-induced maturation protein-1）,是一个具有锌指结构的转录因子,通过调控多个基因的表达影响哺乳动物多种类型细胞的发育分化。从1991年发现至今,有关Prdm1的研究进展迅速,Prdm1在促进B细胞向浆细胞终末分化过程中的作用已经得到共识。但是,在小鼠及其他哺乳动物的胚胎发育过程中,尤其是关于Prdm1在生殖细胞发育分化中的作用机理研究则起步相对较晚。近期发现,在哺乳动物胚胎发育过程中,Prdm1在原始生殖细胞的形成、干细胞全能性的维持以及其他组织器官的形成中都发挥了重要的作用。     

同源异型框基因与动物早期发育

同源异型框基因广泛存在于真核生物中,编码一类转录调节蛋白。同源异型框基因在动物早期发育的基因调控中起着非常重要的作用。在动物胚胎发育过程中,同源异型框基因的表达具有复杂的时空模式和调控系统。Antp族基因对于早期胚胎发育中的模式建成,器官分化等具有重要意义。     

间隙连接蛋白Cx43在人胚肺和肺癌细胞表达的研究

细胞与细胞之间通过细胞膜上的间隙连接通道交换小分子和离子进行细胞间通讯,对细胞增殖分化调控和机体内环境稳定有重要作用。用间隙连接蛋白Ｃｘ４３ｃＤＮＡ探针Ｎｏｒｔｈｅｒｎ印迹杂交,Ｃｘ４３抗体免疫荧光染色和罗氏黄荧光染料传输方法检查,正常人胚肺细胞的Ｃｘ４３在ｍＲＮＡ和蛋白水平有高表达,Ｃｘ４３蛋白免疫荧光分布在间隙连接的部位,细胞间隙连接通讯功能明显。与正常相反,人肺癌ＰＧ系细胞Ｃｋ４３无论在ｍＲＮＡ或蛋白质水平都无表达,细胞通讯功能缺陷。结果表明Ｃｘ４３在培养的人胚肺细胞有功能性表达。人肺癌ＰＧ细胞通讯功能缺陷与Ｃｘ４３基因转录抑制有关。对Ｃｘ基因的抑癌基因性质进行讨论。     

无义介导的mRNA降解在胚胎发育中的作用及机制的研究进展

无义介导的mRNA降解(nonsense-mediated mRNA decay, NMD)最初被认为是一种广泛存在的mRNA质量监控机制,可迅速降解含有提前终止密码子的异常mRNA,避免有害的、截短的蛋白产物积累而对细胞造成损害。最近研究显示,NMD也可以调控执行重要细胞生理功能的正常基因转录物的降解过程,因此被认为是真核生物中高度保守的转录后调节机制。NMD直接或间接调控从酵母到人的3%～20%的转录组,对于细胞稳态、应激反应、增殖、分化等多种生理活动都是必不可少的。研究表明,NMD可以调节与发育相关的转录物的水平,NMD因子敲除大多具有胚胎致死效应。NMD在胚胎干细胞的自我更新、分化与胚胎发育的过程中发挥重要作用。本文将对NMD在胚胎发育中的作用及机制的最新研究进展进行综述,以期为胚胎发育的研究和胚胎发育相关疾病的治疗提供新的思路。     

ELF5在正常乳腺发育和乳腺肿瘤发生中的作用

ELF5(E74-like factor 5)也被称为ESE2,属于ETS(E-twenty-six)转录因子家族成员之一,它在调控胚胎发育以及乳腺组织发育中起到重要作用。在桑椹胚时期,ELF5在调控胚胎内细胞团向胚胎形成过程中或是在胎盘发育的细胞命运决定中起到关键作用。在哺乳动物正常乳腺发育中,ELF5可通过诱导细胞定向分化而获得孕期乳腺分泌细胞类型,从而调控乳腺干/祖细胞的命运。在人类乳腺癌中,ELF5是诱导乳腺肿瘤细胞由表达雌激素受体阳性(ER+)的luminal亚型向表达雌激素受体阴性(ER-)的basal亚型转化的一个关键调控因子,并抑制细胞获得雌激素敏感表型。现主要综述了ELF5的结构特点、功能以及其在哺乳动物乳腺发育中的调控作用。     

小鼠胚胎干细胞体外发育分化模型

胚胎干细胞 (Embryonicstemcell ,EScell)是多潜能性细胞 ,它在体外既可维持不分化而无限增殖 ,又能参与胚胎发育分化为各种类型细胞和组织而形成器官 ;小鼠ES细胞可供的数量大、在体外培养条件可进行精确调控、实验比较经济加上现代基因及其他生物操作等技术 ,因此小鼠ES细胞体外发育分化系统被广泛地作为模型系统加以利用。小鼠ES细胞体外发育分化研究为推动其他哺乳类动物以及人的ES细胞研究 ,从而将更好地进行细胞、组织工程实验为人类细胞组织和基因治疗服务创造了有利条件。本文将ES细胞体外发育分化情况加以概述 ,以便更好地开展ES细胞体外研究     

干细胞发育的生物力学调控

生物力学是采用力学方法对生物系统的结构和功能进行的研究,与生物化学信号一起是调节胚胎发育、干细胞发育分化和组织器官形成的重要因素。近年来,随着学科交叉的深入,生物力学因素越来越受到研究者的重视。目前的研究表明：在心血管和造血系统,血流产生的流体剪切力对于血管内皮和造血细胞的发育分化至关重要;此外,对于广泛研究的间充质干细胞,由细胞外基质物理特性诱导的细胞张力对于干细胞功能及其向不同子代细胞的分化也扮演了重要的角色;而在肝脏等上皮组织来源的器官,也有研究提示生物力学因素,如基质弹性等在疾病的发生发展过程中起到了不可忽视的作用。总之,在干细胞发育分化过程中,生物力学调控与生物化学信号通路怎样协同发挥作用将成为今后研究的重点。