bHLH因子对大脑神经前体细胞的增殖分化与命运决定的调节

神经前体细胞(neural progenitor cells,NPCs)是具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞,它的增殖和分化受到多种内源或者外源因子,以及邻近或远程细胞信号通路的调控。多项研究表明,碱性螺旋——环——螺旋(basic helix-loop-helix,b HLH)家族转录因子之间相互联系,相互竞争,广泛参与调控端脑的发育过程,在NPCs向神经元和神经胶质细胞分化过程中起着重要的调控作用。而b HLH家族分子的不同的表达状态,即持续表达或波动表达,又与NPCs增殖或者分化的最终结局有着重要的关系。本文主要对在端脑发育中有重要代表性作用的b HLH转录因子,以及它们之间的表达调控关系的研究进展进行综述。     

梨叶片黄化复绿过程中bHLH转录因子的表达分析北大核心CSCD

为探究bHLH转录因子在梨叶缺铁黄化复绿过程中的表达特性,筛选响应该过程的关键bHLH基因,为改良梨品种抗缺铁能力提供理论依据。该试验以‘砀山酥梨’(Pyrus bretschneideri Rehd.)正常植株和黄化植株为试材,于生长期对黄化植株叶面喷施0.2%FeSO_(4)(2 g/L FeSO_(4))溶液,以清水处理正常植株(N)和黄化植株(C)为对照,取N、C的叶片和幼嫩根毛,以及处理3、6、9和12 d的黄化植株叶片进行转录组学分析,筛选其内差异表达的bHLH基因;采用荧光定量PCR技术,分析叶片和根系中bHLH基因的表达情况、生物学特性以及与叶内Fe^(2+)含量的相关性。结果表明:(1)转录组数据显示,于N、C和FeSO_(4)处理后不同时期黄化叶内共计获得21个表达差异显著的bHLH基因,涉及6个亚族,其motif数1~10不等。(2)qRT-PCR结果显示,C叶内10个基因(PbrbHLH7/29/41/104/119/122/128/155/183/191)的表达量均显著高于N叶内相应基因的表达量,FeSO_(4)处理后其各时期表达量均较C显著下调;而C叶内9个基因(PbrbHLH15/46/53/69/78/89/115/137/144)的表达量均显著低于N叶内相应基因的表达量,FeSO_(4)处理后其各时期表达量均较C显著上调。(3)根与地上部叶的表达水平差异相一致,C根内PbrbHLH29/41/119/128/155/183/191这7个基因的表达量显著高于N根内相应基因的表达量,而C根内PbrbHLH53/89的表达量显著低于N根内相应基因的表达量。(4)相关分析显示,FeSO_(4)溶液处理后各时期内叶片中Fe^(2+)含量与PbrbHLH41表达量呈显著负相关关系,而与PbrbHLH78呈显著正相关关系。研究认为,外源FeSO_(4)处理所调控的梨缺铁黄化叶复绿可能与其所导致的梨叶片样中bHLHs表达量协同变化密切相关;PbrbHLH41/78可能在该过程中发挥着至关重要而拮抗的调控作用,可作为研究梨缺铁黄化复绿机理的候选基因。     

毛竹bHLH转录因子的鉴定及其在干旱和盐胁迫条件下的表达分析北大核心CSCD

以毛竹( Phyllostachys edulis (Carr.) Lehaie)为材料,利用生物信息学方法,在基因组水平上对其bHLH基因家族成员进行鉴定和分析,并对不同组织中该基因的表达模式以及部分基因在干旱和高盐胁迫条件下的表达情况进行研究。结果显示:在毛竹中共鉴定出153个具有完整保守结构域的bHLH基因家族成员( PebHLH001 ~ PebHLH153 ),这些基因内含子数量为0 ~ 14,其中137个基因的启动子均含有与干旱、盐胁迫相关的顺式作用元件;PebHLHs 编码的蛋白长度为134 ~ 1401 aa;bHLH家族成员的系统进化分析结果表明,153个PebHLHs可被分为17个亚类,其中C亚类的成员数量最多,为42个;基于转录组数据的表达谱分析结果发现,有151个 PebHLHs 在毛竹不同组织和不同生长发育时期有不同程度的表达量;实时荧光定量PCR实验结果显示,在干旱和盐胁迫处理后,分别有14和13个 PebHLHs 基因的表达量上调,分别有2和3个表达量下调,但表达模式存在一定差异,说明他们在应答干旱和盐胁迫过程中可能发挥不同的作用。     

人胚胎干细胞定向分化为神经前体细胞

采用单层贴壁分化的方法在无血清条件下诱导同源饲养层培养的人胚胎干细胞定向分化,得到了高比例的神经前体细胞(97.5±0.83)%(P<0.05)。这些神经前体细胞具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力。在长期的传代培养中发现,随着培养时间的延长,nestin阳性的神经前体细胞比例下降,同时发育能力也发生了变化。在传代培养的早期,神经前体细胞发育为神经元的比例很高,几乎没有胶质细胞分化出来。随着培养时间的延长,胶质细胞的比例逐渐上升。这与体内神经系统的发育过程非常相似。进一步研究发现具有bHLH(basic helix-loop-helix)结构域的转录因子neurogenein2(Ngn2)和Olig2可能在这一变化中起重要作用。因此,人胚胎干细胞来源的神经前体细胞能够模拟体内神经发育的模式,为在体外研究人的神经发育和再生医学奠定了基础。     

肝细胞生长因子促进猕猴胚胎干细胞来源的神经前体细胞的增殖

肝细胞牛长因子(hepatoeyte growth factor,HGF)足一个多效应因子,在神经系统中具有重要作用.早前的研究发现采用HGF和G5 supplement结合EB(embryoid body)法可诱导猕猴胍胎干细胞(rhesus embryonic stem cells,rESCs)定向分化成高纯度的可移植的神经前体细胞(neural progenitors),但对于HGF在整个诱导分化过程中的具体作用及机制还不清楚.本研究改进先前研究体系,采用单层培养法,同时添加HGF和bFGF(basic fibroblast growth factor,碱性成纤维细胞生长因子)诱导rESCs在两周内定向分化为高纯度[(81.66±4.37)%]的神经前体细胞,并且单独添加HGF或bFGF以及两者都没有添加的条件下也得到了相似比例的神经前体细胞,表明外源性的HGF在诱导rESCs向神经前体细胞转变的过程中对十神经细胞命运的决定并不起作用;进一步研究发现HGF能有效地促进神经前体细胞的增殖,并且与bFGF具有协同作用.总之,本研究建立了一种更为简单的诱导rESCs分化成神经细胞的方法,发现外源性的HGF在rESCs向神经前体细胞分化的过程中并没有神经诱导的作用,但能与bFGF协同作用促进rESCs来源的神经前体细胞的增殖.     

植物bHLH转录因子的结构特点及其生物学功能

bHLH(basic/helix-loop-helix)转录因子在真核生物的生长发育过程中起着重要的调控作用,它们组成了转录因子中的一个大家族。bHLH转录因子不仅普遍参与了植物的生长发育,包括毛状体的发生、光形态建成和光信号转导,而且在植物响应逆境胁迫和次生代谢方面也具有重要作用。对植物bHLH转录因子的结构特点及其生物学功能进行综述。     

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。     

人胚胎干细胞定向分化为神经前体细胞

采用单层贴壁分化的方法在无血清条件下诱导同源饲养层培养的人胚胎干细胞定向分化，得到了高比例的神经前体细胞（97.5±0.83)%（P＜0.05)。这些神经前体细胞具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力。在长期的传代培养中发现，随着培养时间的延长，nestin阳性的神经前体细胞比例下降，同时发育能力也发生了变化。在传代培养的早期，神经前体细胞发育为神经元的比例很高，几乎没有胶质细胞分化出来。随着培养时间的延长，胶质细胞的比例逐渐上升。这与体内神经系统的发育过程非常相似。进一步研究发现具有bHLH (basic helix-loop-helix) 结构域的转录因子neurogenein2(Ngn2) 和Olig2可能在这一变化中起重要作用。因此，人胚胎干细胞来源的神经前体细胞能够模拟体内神经发育的模式，为在体外研究人的神经发育和再生医学奠定了基础。     

神经干细胞/前体细胞分化的功能学鉴定研究进展

神经干细胞／前体细胞分化是神经生物学研究的热点．以往对神经干细胞／前体细胞分化水平的鉴定主要依赖于形态学指标,而随着膜片钳技术的应用,神经干细胞／前体细胞分化过程中膜电特性的改变、离子通道活动等功能学指标越来越受到重视．综述了利用膜片钳技术研究神经干细胞／前体细胞功能分化的最新进展,并对存在的问题做出思考和展望．     

马铃薯bHLH转录因子家族全基因组鉴定与表达分析

对马铃薯bHLH转录因子进行全基因组鉴定与表达模式分析,为其生物学功能研究提供借鉴.基于马铃薯基因组数据库和Pfam数据库,运用HMMER对马铃薯bHLH家族成员进行全基因组鉴定,剔除冗余序列后,利用ExPASy和MEME软件对候选序列进行基本理化性质及保守元件分析,并使用MEGA-X软件进行聚类分析;用MG2C和TB...     

绿豆bHLH转录因子家族的鉴定与生物信息学分析

bHLH是真核生物中重要的一类转录因子,其主要由碱性氨基酸区和螺旋-环-螺旋区组成。本研究利用生物信息学的方法鉴定到122个绿豆bHLH转录因子,并对其理化性质、保守结构域、基因结构、在染色体上的分布、系统进化以及部分典型基因的组织表达差异等进行分析。结果表明,bHLH转录因子理化性质差异较大;含有2个保守结构域,分别位于N端的碱性氨基酸区和C端的螺旋-环-螺旋区,碱性氨基酸区含有His5-Glu9-Arg13保守序列,与靶基因结合有关,HLH区含有Arg23和Arg55,与形成二聚体有关,同时含有5种保守元件;bHLH基因在11条染色体上分布不均匀,5号、7号和8号染色体上分布较多,1号、4号和10号染色体上分布较少,大部分基因含有1~9个不等的内含子,在染色体上成簇状分布;122个bHLH转录因子可分为11个亚家族。多数bHLH基因在绿豆根、茎、叶、花和种子等组织中均有表达,但具有组织表达特异性,且不同基因表达量差异较大。本研究为进一步研究绿豆bHLH转录因子家族的生物学功能奠定基础。     

人胚不同脑区神经前体细胞的分离培养及分化特性的比较

目的研究人胚不同脑区神经前体细胞(neural progenitor cells,NPCs)培养及增殖分化特性。方法取14-17周人胚脑区组织,分为新皮质、纹状体、间脑、中脑、后脑和延髓组,悬浮培养。鉴定细胞球巢蛋白抗原的表达,分化及自我更新能力。观察各脑区培养细胞的生长、增殖状况。新皮质、纹状体及间脑来源的神经球分化后,运用免疫荧光细胞化学法比较神经元及星形胶质细胞的比例。结果各脑区培养出的悬浮细胞球巢蛋白抗原阳性,可分化为MAP2或GFAP阳性细胞,且BrdU掺入实验阳性。体外培养第3d,纹状体及间脑组均可见大量神经球,且纹状体组明显多于间脑组;新皮质组传代后可见较多神经球;其它组仅见个别神经球。新皮质、纹状体、间脑来源的NPCs诱导分化后,MAP2或GFAP阳性细胞率各组间比较差异无显著性。结论人胚不同脑区均可培养出NPCs,从易到难依次为纹状体、间脑、新皮质及其它脑区。新皮质、纹状体、间脑来源的NPCs体外分化比例一致。     

盘基网柄菌中分化诱导因子信号与细胞命运决定

对盘基网柄菌发育过程中分化诱导因子(DIF)的作用及其机制进行了综述,包括DIF对盘基网柄菌前柄细胞、柄细胞分化的作用以及DIF的生物合成、DIF的诱导、降解失活、DIF对细胞命运和细胞比例的调节及其作用机制等。     

神经前体细胞的迁移机制及其应用研究进展

神经前体细胞脑内移植后可在全脑迁移。在病变的中枢神经系统 ,神经前体细胞的迁移具有损伤区靶向性。神经前体细胞的迁移可能与中枢神经系统微环境中的神经导向分子以及神经损伤区释放的包括炎症因子在内的一些因子有关。神经前体细胞的靶向性迁移特性使其可作为运载治疗性分子的载体细胞 ,特异性治疗多发性中枢神经系统退行性病变和转移性脑肿瘤。同时 ,神经前体细胞还可以参与损伤区的神经修复和功能重建     

神经干细胞向少突胶质前体细胞的定向分化诱导

本研究采用神经胶质瘤细胞株(B104 neuroblatoma cells,B104 cells)培养上清(B104CM)和碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF),将冷冻复苏的大鼠胚胎脊髓神经干细胞(neural stem cells,NSCs)定向诱导为少突胶质前体细胞(oligodendrocyte precusor cells,OPCs)。形态学和免疫组化的结果显示,诱导后95％以上的细胞具有双极或多极突起的典型OPCs形态,并表达A285和血小板源生长因子受体-α(platelet derived growth factor receptor-α,PDGFR-α等0PCs标志,所有PDGFR-α阳性的OPCs均不表达β-Tublin Ⅲ,其中仅少量细胞表达胶质原纤维酸性蛋白(glia fibrillary acidic protein,GFAP)。在B104CM和bFGF共存的培养条件下,悬浮培养的OPCs可大量增殖形成少突胶质细胞球,该细胞球可通过传代继续扩增,且扩增的OPCs仍能维持其特有的形态和自我增殖的特性。撤去bFGF和B104CM后,OPCs能进一步分化为成熟的少突胶质细胞(oligodendrocytes,OLs)或Ⅱ型星形胶质细胞。实验表明,诱导NSCs产生的OPCs在形态、增殖以及分化格局等方面均与已报道的存在于胚胎脑区的O-2A前体细胞相类似。该培养系统可为实验性细胞移植的研究提供丰富的细胞来源。     

肋果沙棘和西藏沙棘转录因子bHLH94基因对海拔适应性分化的研究

bHLH转录因子是植物体内的第二大类转录因子,在植物的生长发育、生理代谢及逆境应答过程中起着重要的作用。以肋果沙棘（Hippophae neurocarpa）和西藏沙棘（H. tibetana）为研究材料,通过转录组测序,筛选出受正选择作用的转录因子bHLH94基因,基于HnbHLH94、HtbHLH94基因序列和基因表达量分析,研究肋果沙棘和西藏沙棘bHLH94基因对海拔的响应机制。HnbHLH94和HtbHLH94基因分别编码338和335个氨基酸,Sanger法测序验证序列的正确性及二者DNA结合结构域之外的10个非同义突变位点,推测与该基因的适应性进化有关;qRT-PCR验证HnbHLH94基因表达量随海拔的升高而减小,HtbHLH94基因表达量随海拔的升高而增大,提示二者可能在干旱、冷冻及辐射等方面提供了对海拔适应的分子基础。综上,HnbHLH94和HtbHLH94基因在序列结构和表达量两个方面来响应海拔升高的生境条件。     

在大鼠玻璃体内移植猕猴神经前体细胞的方法探索

探索一种简单、可行的异种神经前体细胞眼内移植方法。采用机械性损伤方法造成大鼠视网膜局部受损,然后在损伤眼及对照眼玻璃体内移植绿色荧光蛋白(green fluorescence protein,GFP)标记的猕猴神经前体细胞,观察细胞能否存活。结果显示:经激光共聚焦显微镜检查发现移植细胞在损伤眼及对照眼内均可存活并整合至损伤眼视网膜。实验表明,玻璃体内异种移植GFP标记的猕猴神经前体细胞可以存活并整合,是一种可行的移植方法。     

中枢神经系统少突胶质细胞前体细胞产生的研究进展

少突胶质细胞(oligodendrocytes,OLs)在脊椎动物中枢神经系统(central nervous system,CNS)中负责形成包裹神经元轴突的髓鞘,保证神经冲动沿轴突的快速传导,并为其提供营养支持。OLs发育异常及损伤会导致严重的神经系统疾病,比如脑白质营养不良(leukodystrophy)、多发性硬化症(multiple sclerosis,MS)等。少突胶质细胞前体细胞(oligodendrocyte progenitor cells,OPCs)在胚胎期由神经前体细胞(neural progenitor cells,NPCs)产生,该过程受到一系列细胞内外因素的调控,对这一问题的研究也是神经系统研究的重要内容。现主要基于遗传学结果,简述关于OPCs产生的调控机制的最新研究进展。     

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。     

调控Muller细胞去分化为视网膜前体细胞的信号通路

在视网膜中,Muller细胞被视为具有干细胞特性及再生修复能力,刺激内源性干细胞活化增殖并向视网膜前体细胞去分化,或许是治疗视网膜疾病的重要策略之一。然而,在高等哺乳动物视网膜中,Muller细胞自发去分化的能力极为有限。近年来研究发现,某些生长因子、转录因子及细胞外基质能通过一系列信号通路促进视网膜Muller细胞的去分化及再生修复。阐明这些信号通路的调控机制将对利用内源性干细胞治疗视网膜疾病有极大的帮助。