中国解剖学会第十二届全国组织学与胚胎学青年学术研讨会论文汇编

胚胎早期血管发生中VEGF对血岛前体细胞的化学趋化性杨雪松(暨南大学再生医学教育部重点实验室,医学院组织学与胚胎学系广州510632)血管发生不同于血管形成,是在各种不同基因或信号     

在非洲爪蛙胚胎中过表达atf4影响早期神经发育及眼睛的形成

越来越多的证据表明转录激活因子4(atf4)是一个与胚胎发育相关的基因.该文研究了非洲爪蛙atf4在胚胎发育过程中的表达和功能.atf4特异性地表达在非洲爪蛙胚胎的脑部、眼睛、血岛、原肾、肝脏、胰腺以及胃和十二指肠的部分细胞.在非洲爪蛙胚胎的动物极半球过表达适量(不影响胚胎整体形态发生的剂量)的atf4,对神经上皮细胞中sox3的表达无明显影响,也不引起细胞凋亡;但是对原始神经元的标记基因以及预定形成前脑、中脑、视网膜和晶状体的前体细胞的标记基因表达都有不同程度的抑制,最终导致无晶状体小眼的表型.该研究结果首次提示对正常的早期神经发育及眼睛形成而言,atf4的活性需受到严格的调控.     

心脏动脉极的形成

目前已发现与生心区形成心管这一过程有密切关系的关键基因和信号分子.对称的生心区后部促使心肌前体细胞形成心脏的流入区域或静脉极.最近在鸡和鼠胚胎中已经鉴定:心肌前体细胞群在咽中胚层中位于早期心管的前部.这种前部导致心脏的流出区域或动脉极处的心肌的产生.因此,脊椎动物的心脏起源于两种心肌前体细胞.这些细胞通过不同的基因程序有规律地出现.心区前部的发现对于解释突变鼠的心脏缺陷和研究人类先天性心脏病有非常重要的意义.     

植物体细胞胚发生的分子基础

植物通过体细胞胚胎发生途径形成再生植株已是及其普遍的现象,这一发育途径为研究植物细胞的分化、发育、全能性表达和作物品种改良、突变体筛选等提供了良好的实验体系,在理论上和应用中都具重大意义.体细胞分化为胚性细胞是受细胞内外多种因子所调控[1, 2],其中最重要的是受特定基因的调控,在胚性细胞的分化过程中伴随着特定的遗传信息表达,其分化过程的实质是基因按顺序表达调控,是相应基因产物作为胚性细胞形成的分子基础.本文结合我们的工作来探讨体细胞胚发生分子基础研究现状.     

心管发生的分子机制

心管的发生是心脏发育早期最重要的事件之一.它由左右两团心脏前体细胞逐渐相互靠拢合并成一条位于腹侧正中的线性心管,然后再进行环化和房室化.心管发生的分子机制与两个方面有关:其一为心脏前体细胞的迁移,在斑马鱼中8个基因与之有关;其二为心管的装配,has等基因与之有关.     

利用mRNA差别显示技术分析枸杞体细胞胚发生早期基因的差别表达

本研究选用枸杞体细胞胚发生体系中的继代愈伤组织(对照)、胚性愈伤组织和早期胚体为实验材料,提取细胞总RNA,在12种锚定真核生物mRNA3'末端的OligodT12VN中,随机选用OligodT12GA为引物合成了以上三种材料的cDNA第一链,以此cDNA为模板,用随机引物进行PCR扩增,选择差别表达的片段。我们选用了OPA、OPH、OPK和OPB四组的60个随机引物对所得的c DNA进行了PCR扩增,得到了三个在体细胞胚发生早期组织中基因特异表达的片段。结果表明,在体细胞胚发生早期有胚胎发生特异性基因的表达,而且这种特异表达的基因在继代愈伤组织中没有表达,说明植物的体细胞胚发生过程就是细胞内基因差别表达的结果。 Abstract:Embryogenic calli and early embryo can be obtained from both auxin and auxin-free medium.The analysis of differential gene expression in early somatic embryogenesis has been hindered by above-mentioned material.The modifications of the recently described mRNA differential display method were reported and differential gene expression in early slmatic embryogenesis was analyzed.We have obtained three differential bands of cDNA in early somatic embryogenesis.The results indicate that gene expression has temperal and spalil order in early somatic embryogenesis of Lycium barbarum L.Plant somatic embryogenesis is the results of differential gene expression in cell.     

植物体细胞胚发生过程中基因表达的研究进展

植物体细胞胚胎发生是一个复杂的发育过程,研究者们通过分析植物体细胞胚发生过程中的基因表达或胚性组织和非胚性组织中基因的差异表达,获得了在体细胞胚发生过程不同时期表达的基因,并分析了这些基因在胚胎发生途径中可能的作用。综述了在植物体细胞胚发生过程中细胞周期相关基因、胁迫和激素应答相关基因、信号转导相关基因、晚期胚胎丰富蛋白基因及与体细胞胚发生相关的胞外蛋白基因表达的研究进展。     

hMLH1基因启动子CpG岛甲基化致MSI与肿瘤的关系

通过人类错配修复基因( hMLHl)启动子CpG岛甲基化与微卫星不稳定性(MSI)的分析,探讨癌症发病的机制.错配修复基因hMLH1启动子CpG岛甲基化是hMLH1基因失活的重要机制,而hMLH1的表达失活则可导致MSI的产生,促进癌症的发生.根据一系列研究得出结论,在肿瘤组织中hMLH1基因启动子CpG岛甲基化和微卫星不稳定(MSI)有显著相关性,并在癌症早期发生、发展过程中起重要作用.因此临床检测hMLH1基因启动子CpG岛甲基化及微卫星不稳定可能成为癌症鉴别诊断、评价预后、指导化疗的分子标志物之一.     

内皮前体细胞的动员与调节

胚胎发生时期,内皮前体细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)参与了原始血管形成的最初过程(血管发生)。已有的证据显示,分化为内皮细胞(endothelial cells,Ecs)的前体也存在于成人中,正常情况下,EPCs停留在成人的骨髓,但是,可以通过细胞因子或血管生成因子信号被动员到循环血,迁移到生理或病理条件下的新血管形成位点,并原位分化成内皮细胞,快速和及时地修复损伤的血管。自源的EPCs原住动员或移植是治疗性血管再生的一个潜在、有效的方法,因此,探究EPCs从骨髓的动员和调节,对血管再生以及修复器官功能具有重要的意义。     

大蒜体细胞胚发生过程中内源激素含量及相关基因表达的变化特征

该研究以大蒜品种‘二水早’为材料,采用高效液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS),检测了大蒜体细胞胚发生过程中花序轴(EX)、愈伤组织(CA)、早期胚性愈伤组织(PC)、后期胚性愈伤组织(LC)和球形胚(GE)阶段的5种生长素及其类似物、4种细胞分裂素(CTK)和脱落酸(ABA)含量,结合激素合成和信号转导相关基因表达量的动态变化,探讨3类激素在大蒜体细胞胚发生中的调控作用,为大蒜体细胞胚发生的激素调控提供理论依据,也为进一步研究植物体细胞胚发生的分子机理奠定基础。结果表明:(1)在大蒜体细胞胚发生过程中,生长素及其类似物含量均呈现先升高后降低的变化趋势,且在PC阶段最高而在GE阶段最低;异戊烯基腺嘌呤(IP)、反式玉米素(tZ)和ABA在EX阶段含量最高,其余4个阶段的含量均显著低于EX阶段,而顺式玉米素(cZ)在CA和PC阶段含量较高,在GE阶段含量最低。(2)在PC阶段,IAA合成基因AsYUCCA1和AsTA1以及生长素外运载体基因AsABCB1的表达量升高;在LC阶段,生长素内运载体基因AsAUX1表达量升高,生长素应答基因AsARF1和AsARF2表达量降低,cZ合成基因AsLOG1在CA阶段表达量最高,细胞分裂素运输相关基因AsENT2和信号转导相关基因AsORR-A1、AsORR-A2在PC阶段表达量最高。(3)ABA合成限速酶基因AsNCED1和AsNCED2的表达量在大蒜体细胞胚发生的后4个阶段显著低于EX阶段,ABA信号转导相关基因AsPP2C表达量在PC阶段升高,AsABI1表达量在LC阶段升高,AsPYL1表达量在GE阶段升高。研究认为,在大蒜体细胞胚发生过程中,吲哚-3-甲醛(ICAld)、吲哚-3-丁酸(IBA)和cZ的积累有助于促进大蒜愈伤组织的形成,高水平的生长素及其类似物和低水平的IP、tZ有利于大蒜早期胚性愈伤组织的形成,而低水平的生长素及其类似物、CTK和ABA更利于大蒜球形胚的形成,表明激素合成相关基因可调控内源激素含量的变化,激素信号转导相关基因参与了大蒜体细胞胚的发生。     

Ash2l-1调控小鼠卵黄囊早期造血

作为甲基转移酶MLL/SET1复合体的核心成分之一,ASH2L能够促进组蛋白H3K4me3修饰的形成,并在小鼠早期胚胎发育过程中行使重要功能.在小鼠中,由于启动子的选择性使用,Ash2l会转录成两种不同长度的转录本并形成两种蛋白质亚型:ASH2L-1和ASH2L-2.目前有关该基因在小鼠胚胎发育中的作用机制及不同亚型的功能还不清楚.本文利用CRISPR/Cas9技术特异敲除Ash2l-1并研究该亚型的生理学功能.研究结果发现,当Ash2l-1缺失时,小鼠胚胎在E9.5~E10.5时发生致死.特别是Ash2l-1-/-E9.5胚胎的卵黄囊血管和早期造血发育存在明显缺陷.转录组测序结果显示,Ash2l-1的缺失影响红细胞发育和成熟、血管发生和形成相关基因的表达.H3K4me3的CUT&RUN结果显示,在一些表达下调关键基因的启动子区,H3K4me3修饰水平出现下降.以上结果表明,Ash2l-1在小鼠卵黄囊的早期造血和血管形成过程中是必不可少的,它可能是通过调控关键基因启动子区的H3K4me3修饰水平而控制这些基因的表达,从而在相关过程中行使功能.     

猪脂肪前体细胞分化过程中聚脂相关基因的表达模式

本实验采用胶原酶消化法分离猪皮下脂肪前体细胞,用含850 nmol/L 胰岛素和50 nmol/L地塞米松的诱导培养液进行诱导,采用油红O提取法测定了细胞中的甘油三酯含量,同时采用实时定量RT-PCR方法检测了细胞分化过程中聚脂相关基因的表达.结果显示:转录因子PPAR γ和C/EBP β在诱导后12 h即迅速表达,SREBP-1 mRNA表达水平在诱导后12 h出现显著下调,随后逐渐升高,96 h达到最高水平;脂肪合成相关酶基因GPDH、FAS、ACC和LPL呈现出与SREBP-1相似的表达模式;脂肪酸转运相关基因aP2、FAT、FATP1与VLDLR的表达量随着细胞分化过程的延长而不断增加,并且与细胞内甘油三酯的含量变化高度相关.本实验结果表明,PPAR γ、C/EBP β和SREBP-1可能是调控猪脂肪前体细胞分化的关键转录因子.猪皮下脂肪组织在聚脂过程中,在分化早期可能以脂肪细胞自身合成脂肪酸为主,而后期则主要依赖细胞外脂肪酸的跨膜转运.这些结果可能有助于揭示脂肪细胞的分化调控规律.     

松柏类植物体细胞胚胎发生的研究进展

松柏类植物的体细胞胚胎发生既是繁育的一种手段,又是研究胚胎发育过程中结构、生理和分子事件的一种重要的模式系统.整个体细胞胚胎发生过程主要包括3个步骤:胚性组织的诱导和增殖、体细胞胚的成熟以及体细胞胚的萌发和转换.过去为了提高胚胎发育过程所做的努力主要都集中在胚的成熟阶段,这是因为一直认为能否成功再生的关键在于胚发育成熟阶段的处理.然而,在过去几年里,结合生理生化以及分子生物学的研究发现,胚胎发生的早期阶段对于完成整个发育过程也是至关重要的,早期阶段培养条件的优化可以显著提高培养过程中体细胞胚的数量和质量.此外,萌发过程培养条件的调节对于提高成熟体细胞胚的萌发率和转换率也很重要.因此,这些新的研究成果对于改善松柏类植物体细胞胚胎发生中的胚的诱导率和转换率低的现象具有重要的意义.     

利用RNAi技术研究果蝇心脏发育基因的功能

RNAi是近两年发展起来的一种阻抑基因表达的新方法。它通过导入一段与内源基因同源的双链RNA序列（dsRNA）,使内源mRNA降解,从而达到阻抑基因表达的目的。目前已在线虫、果蝇、臭虫、真菌及植物等生物中建立RNAi技术,用于研究某些特定基因或已知基因在特定发育时期的功能。对于难于获得突变体的基因或生物体,RNAi技术尤其有效。虽然果蝇心脏发育基因wingless和tinman在果蝇心脏发育的早期功能已经清楚,它们都与果蝇心脏前体细胞的形成有关,但它们在果蝇心脏发育的后期功能仍有待进一步研究。实验运用RNAi技术,分别将tinman和wingless的dsRNA注入果蝇的早期胚胎,得到了这两个基因的dsRNA干扰表型,与两个基因的突变体表型非常相似,都表现为果蝇心脏前体细胞不能形成或心脏管缺失。尤其是tinman基因的dsRNA,还引起了肠中胚胎层缺失和体壁肌肉组织的紊乱,而wingless基因的dsRNA却只影响心脏的形成,而不影响肠中胚层,说明dsRNA干扰具有非常强的特异性,因而不失为研究果蝇心脏发育基因功能的有效方法。     

靶向毒素DT-VEGF的构建、表达与活性分析

肿瘤的快速生长依赖于新生血管的形成。血管内皮生长因子（VEGF）是血管发生和形成过程中的主要介质,其特异性受体在正常组织和肿瘤组织的表达率存在数个数量级的差异,因此可以将毒素分子转运至增生的肿瘤上皮组织中抑制肿瘤血管增生,从而抑制肿瘤的生长。将白喉毒素的前389个氨基酸基因片段与VEGF165通过一短肽相连构建为融合蛋白基因,在大肠杆菌中表达,获得纯化蛋白。实验证实该融合蛋白对血管内皮细胞有特异性杀伤作用,并研究了其对鸡胚尿囊膜新生血管的抑制作用。     

应用原子力显微镜分析猪脂肪前体细胞的分化

脂肪形成过程中发生的异常变化与许多疾病的产生有着密切的关系。为深入了解脂肪形成的机制,利用原子力显微镜研究脂肪前体细胞向成熟脂肪细胞分化前后细胞形貌、超微结构和机械性能的变化。结果表明,脂肪前体细胞与成熟脂肪细胞在形貌上存在明显的差异。在超微结构的探测中成熟脂肪细胞表面粗糙度低于脂肪前体细胞。通过力曲线的分析得出,分化前后两种细胞的机械性质均发生改变。脂肪前体细胞在粘弹力、硬度和杨氏模量的研究中比成熟脂肪细胞都高出约20％。原子力显微镜在纳米尺度上分析脂肪前体细胞向成熟脂肪细胞分化过程中细胞膜的改变,其研究结果为进一步探讨脂肪形成机制提供可视化定量数据。     

党参体细胞胚胎发生早期阶段内源脱落酸和细胞分裂素的变化

以党参为实验材料,在附加1mg／L2,4-D3％或7％蔗糖的MS培养基上,成功获得体细胞胚胎发生同步化较高的实验体系。用ELISA方法测定了胚性细胞形成球形胚的过程中,内源ABA和CTK的含量变化。结果表明,在这一过程中内源ABA含量持续增加;内源CTK的组分和含量均发生很大变化,表现在组分iPAs在球形胚形成前急剧增加,球形胚形成期急剧下降,组分ZRs在球形胚形成前上升较缓慢,球形胚形成期急剧上升。     

心脏的起源和细胞谱系

心脏是器官发生过程中最早形成的结构之一.心脏的原基分布图和心脏细胞谱系是心脏起源和形态发生研究的主要方面.总结了近几年来以鸡和小鼠为模型,在心脏发生和心脏前体细胞定位方面的研究情况.     

香雪兰外植体形态学极性决定的体细胞胚胎发生

在含有２ｍｇ／ＬＩＡＡ和３ｍｇ／ＬＢＡＰ的改良Ｎ６培养基上,香雪兰（ＦｒｅｓｉａｒｅｆｒａｃｔａＫｌａｔ）花序外植体经直接体细胞胚胎发生途径再生出新的植株。在这一形态发生过程中,一个引人注意的现象是,所有的体细胞胚都出现在花序轴切段的原形态学下端（称为胚发生端,ＥＥ）,而在形态学上端（称为非胚胎发生端,ＮＥＥ）无体细胞胚形成。这一形态发生的极性与地心引力的方向和外植体在培养基上的放置位置无关。在培养的早期,仅于胚发生端观察到了起始细胞的分裂。ＳＤＳ聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明,在培养了１ｄ的外植体的胚发生端出现了两个特殊的多肽成分,而在非胚发生端则未检测到这两种多肽。高效液相色谱分析表明,培养前外植体切段两端的内源激素（ＩＡＡ）的含量无显著差别。但经过一段时间的培养,胚发生端的ＩＡＡ含量明显高于非胚发生端的ＩＡＡ含量,表明内源激素在体细胞胚胎发生的诱导过程中起着关键的作用。在香雪兰体细胞胚胎发生诱导的过程中,由于花序轴切段两端在分子水平和生理水平上均存在差异,使这一系统有可能成为研究体细胞胚胎发生机理的有用实验材料。     

长非编码RNA-Tug1在大脑皮层发育过程中的初步研究

哺乳动物大脑皮层发育过程中,神经前体细胞精密有序地产生不同类型的子代细胞,如神经元和胶质细胞.特异转录因子精确激活或抑制性状决定基因在该过程中发挥决定性作用.最近的研究发现,长非编码RNA(lncRNA)在器官发育和疾病发生过程中发挥重要的基因调控功能,但lncRNA在大脑皮层发育过程中发挥的作用尚不清楚.本研究发现,在小鼠大脑皮层发育过程中,lncRNA-Tug1的表达量随着神经元的产生而显著上调.组织原位杂交显示,在皮层发育的几个关键时期,Tug1广泛分布于背侧前脑神经前体细胞及其子代细胞中.应用小鼠子宫内电穿孔技术敲低Tug1,发现Tug1对神经前体细胞的增殖或分化没有显著性影响.本研究构建了特异针对Tug1转录起始位点上游的TALEN表达载体,在培养的小鼠细胞里发现它们具有显著的切割效率.下一步将在Tug1转录起始位点5′端敲入多聚腺苷酸尾(Poly A)信号片段,以构建Tug1失活小鼠模型,研究Tug1在皮层发育过程中的作用,并探索高效建立lncRNA失活小鼠模型的途径.