猪脂肪组织发育过程中Wnt/β-catenin信号通路相关基因及脂肪转录因子的时序表达

为研究Wnt/b-catenin信号通路对猪脂肪组织发育的影响, 并探讨其可能的作用机制, 以1~120日龄长白猪脂肪组织为试验材料, 采用SQ RT-PCR法检测Wnt信号通路中相关基因β-catenin、GSK3β、Fz1及主要的脂肪转录因子PPARγ、C/EBPα 和分化早期标志基因LPL mRNA的表达变化; 石蜡切片免疫组化方法定性检测β-catenin在脂肪组织发育中的时序表达变化。SQ RT-PCR结果显示, β-catenin mRNA在猪出生第1天有高水平表达, 随着个体日龄的增长, 其表达量逐渐降低, 60日龄后维持在一个较低水平。GSK3β和Fz1 mRNA的表达量也伴随脂肪组织的发育而逐渐降低。而LPL、PPARγ和C/EBPα的 mRNA表达量随着个体日龄的增长而逐渐升高, 60日龄后仍保持高水平的表达。石蜡切片免疫组化结果显示, 随着脂肪组织的发育, β-catenin蛋白的表达也随之降低, 并且β-catenin蛋白的表达部位逐渐由细胞核和细胞质共表达变为只在细胞质中表达。上述基因表达的时序变化规律提示, β-catenin在维持前体脂肪细胞的未分化状态, 抑制脂肪组织发育中具有重要作用, 其作用机制可能是通过对脂肪细胞转录因子PPARγ、C/EBPα及分化早期标志基因LPL mRNA的调控来进行的。     

猪脂肪组织发育过程中Wnt/β-catenin信号通路相关基因及脂肪转录因子的时序表达

为研究Wnt/b-catenin信号通路对猪脂肪组织发育的影响, 并探讨其可能的作用机制, 以1~120日龄长白猪脂肪组织为试验材料, 采用SQ RT-PCR法检测Wnt信号通路中相关基因β-catenin、GSK3β、Fz1及主要的脂肪转录因子PPARγ、C/EBPα 和分化早期标志基因LPL mRNA的表达变化; 石蜡切片免疫组化方法定性检测β-catenin在脂肪组织发育中的时序表达变化。SQ RT-PCR结果显示, β-catenin mRNA在猪出生第1天有高水平表达, 随着个体日龄的增长, 其表达量逐渐降低, 60日龄后维持在一个较低水平。GSK3β和Fz1 mRNA的表达量也伴随脂肪组织的发育而逐渐降低。而LPL、PPARγ和C/EBPα的 mRNA表达量随着个体日龄的增长而逐渐升高, 60日龄后仍保持高水平的表达。石蜡切片免疫组化结果显示, 随着脂肪组织的发育, β-catenin蛋白的表达也随之降低, 并且β-catenin蛋白的表达部位逐渐由细胞核和细胞质共表达变为只在细胞质中表达。上述基因表达的时序变化规律提示, β-catenin在维持前体脂肪细胞的未分化状态, 抑制脂肪组织发育中具有重要作用, 其作用机制可能是通过对脂肪细胞转录因子PPARγ、C/EBPα及分化早期标志基因LPL mRNA的调控来进行的。     

β-catenin信号及其在肝纤维化中的作用

CTNNB1编码的β-连环蛋白(β-catenin)是细胞膜上钙黏蛋白复合物的主要组成成分,参与Wnt介导的细胞内信号传递。除了Wnt通路,β-catenin还参与其他信号通路。β-catenin与转录因子如T细胞因子(T-cell factor,TCF)4、叉头框转录因子O亚族(Fork head box protein O,FOXO)及缺氧诱导因子(Hypoxia inducible factor1α,HIF1α)结合调控靶基因的转录表达。β-catenin信号的改变可激活肝星状细胞(Hepatic stellate cell,HSC),而HSC是肝纤维化形成过程中的主要效应细胞。因此,对β-catenin的调控有望成为抗肝纤维化的治疗靶点。本文就有关β-catenin信号及其在肝纤维化中的作用予以简要综述。     

肝细胞癌中转录因子E2F7对Wnt/β-catenin信号通路活性的影响

探讨肝细胞癌(HCC)中非典型性E2F家族成员E2F7在肝癌细胞生长、分化中的作用及可能涉及的分子机制.本研究运用实时荧光定量PCR检测38例原发性肝细胞癌及对应的癌旁组织中E2F7基因mRNA的表达情况;分别通过基因过表达和RNA干扰技术上调或下调E2F7基因表达,并运用实时荧光定量PCR和Western印迹检测肝癌细胞株MHCC-H中β-catenin及其靶基因cmyc的表达情况;双荧光素酶报告基因系统检测E2F7对Wnt/β-catenin信号通路活性的影响;核浆分离实验检测过表达E2F7基因对β-catenin入核的影响;免疫共沉淀实验检测异位表达E2F7与内源β-catenin的相互作用.结果显示,肝细胞癌组织中E2F7基因的表达量显著高于相应的癌旁组织(P0.001);转录因子E2F7可与β-catenin相互作用并促进β-catenin进入细胞核.转录因子E2F7可以促进Wnt/β-catenin信号通路的活性.     

Wnt/β-catenin信号通路对靶基因转录的调控

Wnt/β-catenin信号通路又被称为经典Wnt信号通路,在早期胚胎发育、成体组织稳态维持、干细胞干性调控和肿瘤发生等过程中均发挥重要作用.经典Wnt信号通路的核心信号转导因子β-catenin与核内转录因子TCF/LEF家族成员结合后,通过募集或替换一系列协同作用因子,诱导染色质结构变化,调控Wnt信号靶基因的转录.本文将从Wnt信号靶基因转录调控的基本模式、分子机制、表观遗传学调控和意义等方面,总结近年来有关Wnt信号靶基因转录调控的研究成果,方便读者更好地理解Wnt信号通路靶基因的转录调控.     

Wnt-β-catenin信号通路对骨肉瘤细胞化疗敏感性研究

目的:分析Wnt-β-catenin信号通路在骨肉瘤发展中的作用和对化疗效果的影响。方法:采用免疫组织化学、实时定量PCR与Western blotting比较人成骨细胞(human fetal osteoblasts,h FOB)和骨肉瘤(human OS,Saos2)细胞及人骨肉瘤细胞样本中Wnt-β-catenin信号通路相关分子的表达,比较h FOB和Saos2细胞的表达差异。采用萤光素酶实验观察Wnt-β-catenin、Notch、Hh信号通路对氨甲喋呤(methotrexate,MTX)疗效的调控。结果:同h FOB细胞相比该通路的主要分子包括:Wnt3(5.5倍)、β-catenin(5.3倍)、LEF1(7.6倍),在Saos2细胞中表达明显上调。Western blotting分析表明总β-catenin以及活化β-catenin的表达都升高。MTX处理后诱导了Saos2细胞凋亡和坏死。对Wnt-β-catenin、Notch、Hh信号通路的化学抑制也能够诱导细胞死亡,Wnt-β-catenin抑制剂更为明显。结论:采用小分子/化合物来抑制Wnt-β-catenin和Notch信号,并同目前常用的OS药物化疗联合使用,对于复发和转移的患者,有望改善患者的生存期。     

TAZ介导的Wnt/β-catenin信号通路与骨髓基质干细胞的成骨分化

骨质疏松症是由于骨重建过程中骨形成和骨吸收失平衡导致骨总量丢失所致,与成骨细胞分化密切相关。Hippo通路影响着哺乳动物体内细胞增殖、分化和凋亡过程。Wnt/β-catenin通路在成骨细胞分化中扮演重要角色。Hippo下游的靶基因转录共激活因子TAZ脱磷酸化后具有促进骨髓基质干细胞(BMSCs)向成骨细胞分化,调节成骨特异基因骨钙素表达,调节骨、肾发育,激活Wnt/β-catenin通路转录反应的功能;而激活的Wnt/β-catenin通路能通过抑制β-catenin降解进而抑制TAZ的降解。因此,TAZ与Wnt/β-catenin通路相互调控。但是,对TAZ与Wnt/β-catenin通路串话是否影响BMSCs成骨能力尚不清楚。因此,深入研究TAZ介导的Wnt/β-catenin通路在骨代谢中的作用,将为深入了解骨质疏松的发病机制具有重要意义。     

Wnt信号通路与后口动物体轴的进化发育

动物体轴极性的建立和最初胚轴的形成涉及到一系列信号通路的调控,Wnt信号通路是其中一条十分保守的信号通路,并且Wnt/β-catenin信号通路中的关键成员早在海绵动物中就有发现,暗示这一信号通路相对于其他信号路径来说可能是最早参与原始后生动物体轴发育的信号通路之一,并且在体轴后端和腹部的发育及命运分化方面发挥着重要作用。近年来,随着体外功能实验体系的建立,人们发现Wnt信号通路中很多基因都不同程度地影响了早期胚轴的形成,例如wnt基因、母源性基因β-catenin以及一系列转录因子等。文章首先对参与后生动物体轴发育的wnt基因家族的起源与进化关系做一简要分析,并进一步就经典的Wnt/β-catenin通路与后口动物的海胆、文昌鱼、斑马鱼、爪蟾和小鼠等类群体轴极性的建立乃至整个体轴形成方面的研究进展做一综述。     

白桦BpNAC012基因调控白桦木质部发育表达谱分析

NAC转录因子成员被认为是调控植物次生壁合成的开关。前期研究结果显示BpNAC012基因的表达能够调控白桦次生细胞壁的合成。为研究BpNAC012调控的下游靶基因,本研究分别以该基因的过表达,抑制表达株系茎为材料构建转录组,以野生型为对照分析差异表达基因。结果显示:与对照相比,过表达株系OE中上调的基因有627条,下调的基因有229条,抑制表达株系中上调的基因有299条,下调表达的基因有207条。过表达BpNAC012相对于抑制表达能够调控更多的基因表达变化。而抑制表达BpNAC012更多的是影响蛋白修饰和转运类基因的表达变化。在差异表达基因中,涉及受体信号通路,营养代谢,氨基酸合成,及苯丙烷生物合成相关代谢通路基因比较富集。BpNAC012能够调控纤维素、木质素合成及木质部发育相关基因的表达变化,同时能够调控多种转录因子的表达变化。该研究为深入分析BpNAC012在白桦次生细胞壁合成的分子调控机制奠定基础。     

基于WGCNA发掘缺磷、红光和黄光处理下三角褐指藻岩藻黄素合成关键基因

加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)是一种分析多个样本间基因表达模式的方法,可将表达模式相近的基因聚类并发掘与特定的性状或表型相关的关键基因。本研究采用转录组测序和WGCNA方法,分析了三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)在缺磷、红光和黄光等非生物胁迫下对岩藻黄素积累的影响。结果表明,与对照组相比,岩藻黄素含量在缺磷和红光处理后显著提高(P<0.05),但是在黄光处理后显著降低(P<0.05)。利用转录组测序得到的10,392个基因构建加权基因共表达网络,为了确保无标度网络,选择β=18(R²>0.8)作为软阈值。通过对岩藻黄素含量进行关联分析,共鉴定了10个共表达模块,其中purple模块与岩藻黄素含量呈正相关(r=0.9,P=1E–200),并确定了9个关键基因,包括5个岩藻黄素合成通路上的基因(DXR、PSY、PDS1、ZEP2、VDL2)和4个转录因子基因(bHLH5、HOX2、CCHH13、HSF1b)。进一步利用qRT...     

水稻小穗异常发育调控关键基因的加权共表达网络分析

水稻(Oryza sativa L.)是世界上需求量最大的粮食来源之一,其产量和品质与分蘖和花序结构的发育有关。以往的花序发育研究已经鉴定出大量与水稻营养生长和生殖生长相关的基因,但对花序发育和抽穗期的遗传机制尚未完全了解。本研究利用前期构建的水稻小穗异常发育表型的重组自交系(recombinant inbred lines, RIL),通过转录表达谱分析,探讨穗部异常发育和穗部缺陷(pds1)表型调控的分子机制。通过差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)的筛选,鉴定了可能与pds1表型相关的基因。在6组差异表达基因中,分别鉴定出1 578、 463、 1 295、 687、 397、 175个差异表达基因。本研究通过加权共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA),发现了与pds1表型高度相关的4个基因模块(Module)。通过对模块中所包含的基因进行功能富集分析,发现与花序发育相关的生物学过程。随后在这些模块中鉴定出多个高度相关的关键基因(Hub genes...     

养殖施氏鲟的性腺转录组特征分析

鲟是目前世界上最古老的软骨硬鳞鱼类之一,雌雄个体之间无明显的第二性征。为了解人工养殖下鲟性腺发育的分子特征,研究以人工养殖2龄施氏鲟(Acipenser schrenckii Brandt)为研究对象,对其精巢与卵巢进行转录组测序分析。结果发现,雌雄性腺中共有19690个差异表达基因转录本,其中与性别分化相关基因包括转录因子Dmrt1、Sox9、Foxl2等和生长转化因子Amh、Bmp15、Gdf9等。另外,通过差异表达基因KEGG代谢通路富集分析发现了4条与卵巢发育相关的通路,分别为黄体酮介导的卵母细胞成熟、卵母细胞减数分裂、卵巢类固醇合成、促性腺激素释放激素信号通路。其中,卵巢类固醇合成通路中18个差异表达基因的表达模式暗示了2龄施氏鲟限制卵巢雌激素的合成,但精巢中雄激素的合成未受影响。研究结果为研究鲟性腺分化和发育机制以及今后在m RNA表达水平上鉴定鲟性别提供了基础。     

Wnt/β-catenin与肾脏损伤后的修复和纤维化

Wnt/β-catenin信号是一条进化上高度保守且极度复杂的发育信号通路,可调控胚胎发育、损伤修复以及多种人类疾病的发生、发展.大量证据表明,Wnt/β-catenin信号在肾脏早期发育中起关键作用,而在成年肾脏中则相对沉默.在多种肾脏病动物模型和人类肾脏疾病中它又被重新激活.急性肾损伤后Wnt/β-catenin的...     

棉铃虫β-catenin基因的克隆、表达分析及真核表达载体构建

β-catenin基因是生物进化上高度保守的基因,是Wnt/β-catenin信号通路中的重要组分。本研究通过RACE方法获得了棉铃虫β-catenin基因的全长c DNA序列,命名为Har-β-catenin(Gen Bank登录号为KJ206237)。其开放阅读框长2382 bp,编码793个氨基酸残基。与已报道的其它物种β-catenin蛋白相似,Har-β-catenin蛋白具有多个ARM重复结构域。运用RT-PCR的方法比较滞育和非滞育蛹脑中Har-β-catenin基因的表达情况,结果表明非滞育蛹脑中Har-β-catenin基因的表达水平高于滞育蛹脑。最后,我们构建了包含Har-β-catenin全长编码区的真核表达载体并调查了Har-β-catenin的亚细胞定位情况。这些结论为我们进一步研究Wnt/β-catenin信号通路在棉铃虫滞育中的作用奠定了基础。     

FrzA基因转导干预缺血性心力衰竭小鼠心肌Wnt信号通路的研究

目的:研究重组9型腺相关病毒(recombinant adeno-associated virus serotype 9,rAAV9)携带FrzA基因转导干预缺血性心衰小鼠心肌Wnt信号通路的可行性,为基因治疗心力衰竭提供新的思路.方法:选择3月龄雄性C57BL/6J小鼠共130只,随机分为空白组(n=10),心衰组(n=40),心衰+空病毒(rAAV9-GFP)注射组(n=40),心衰+rAAV9-FrzA组(n=40),采用结扎左冠状动脉定量控制心梗面积,于术后2周行心脏超声评各组心功能变化,再经尾静脉注射已稀释好的病毒,28d后处死小鼠取心脏标本,RT-PCR检测心肌目的基因FrzA以及Dvl-1,β-catenin的表达;Western blot检测心肌Wnt信号通路关键分子Dvl-1,GSK3β,p-GSK3β,β-catenin的表达.结果:与空白组相比,成功建立心衰模型后小鼠心功能均不同程度降低(P＜0.05);FrzA组与心衰组相比,心功能明显改善(P＜0.05);经尾静脉注射可成功将rAAV9-FrzA导入小鼠体内,并且目的基因FrzA在心肌组织中高表达(P＜0.05);心衰小鼠心肌中Wnt信号通路关键分子Dvl-1,p-GSK3β,β-catenin的表达显著升高(P＜0.05),FrzA转导后小鼠心肌中Wnt信号通路中关键分子Dvl-1,p-GSK3β,β-catenin表达均降低(P＜0.05)结论:利用rAAV9-FrzA转导缺血性心衰小鼠可以有效的干预心肌Wnt信号通路,抑制其活性,为基因治疗缺血性心衰提供了新的思路.     

阿司匹林可抑制吗啡引起的HT22 细胞Wnt通路的激活

目的:研究阿司匹林对吗啡引起的Wnt通路的上调的影响。方法:在大鼠海马神经元元细胞系HT22细胞上建立了慢性吗啡成瘾模型,然后运用免疫荧光技术和Western blot技术检测wnt通路中β-catenin蛋白的表达变化变化,同时应用报告基因技术检测Wnt通路下游转录因子的活性。结果:在慢性吗啡成瘾模型组,β-catenin蛋白的表达显著增加,而在接受了6 h的阿司匹林预处理的慢性吗啡成瘾模型组,β-catenin蛋白的表达受到了显著的抑制。结论:阿司匹林可抑制吗啡引起的Wnt/β-catenin通路水平的过表达。     

Notch信号通路参与卵巢生殖干细胞的调控及卵巢的衰老进程

卵巢生殖干细胞(ovarian germline stem cells, OGSCs)的发现,打破了生殖医学领域传统的"固定卵泡池"理论。近年来,OGSCs新的研究成果不断涌现,但关于OGSCs体内调控机制的研究仍然较少。Notch通路广泛参与多种成体干细胞不对称分裂的过程,并与细胞衰老密切相关,但其是否参与OGSCs的体内调控机制及卵巢的衰老进程尚不清楚。本研究以原代培养技术提取OGSCs,通过荧光双标染色发现,OGSCs标志基因MVH、Oct4与Notch信号通路相关分子Notch1、Hes1在OGSCs中存在共表达;抑制Notch信号通路活性后,cck-8检测发现,OGSCs的增殖活性呈下降趋势;而以免疫组化、荧光双标、Western印迹法检测性成熟期(2月龄)、不孕和衰老(20月龄)小鼠卵巢皮层中MVH、Oct4、Notch1和Hes1的表达变化,发现2月龄小鼠卵巢皮层中MVH、Oct4、Notch1和Hes1的表达量较高(P<0.05),而不孕和衰老小鼠卵巢皮层中,MVH、Oct4、Notch1和Hes1的表达量均明显下降。上述结果表明,Notch信号通路在小鼠OGSCs中高表达,并可能参与调控OGSCs的增殖机制及卵巢的衰老进程。     

HES转录因子的研究现状

Hes属于bHLH(碱性螺旋-环-螺旋)转录因子,具有bHLH和Orange两个结构域、保守四肽WRPW.目前研究认为Hesl、Hes5、Hes7是Notch信号通路的下游靶基因,而Hes2、Hes3、Hes6似乎不依赖于Notch信号通路.Hes在发育决定(如神经发育、体节发育、骨骼发育、T淋巴细胞发育、癌症发生等过程)中起着很重要的作用.研究Hes所参与的发育调控网络及其作用机制,必将对我们更好的理解它们的生物学功能和应用于临床治疗提供指导作用.鉴于此,本文综述了Hes在发育决定过程中及在癌症发生过程中的作用及其研究进展.     

过表达β-catenin诱导人表皮干细胞向成釉质细胞分化

人表皮干细胞可作为上皮源性的成体干细胞可应用于人类牙齿再生,但是其诱导效率较低。该研究利用过表达手段上调Wnt/β-catenin信号通路核心因子β-catenin在人表皮干细胞的表达,以期提高诱导其向成釉质细胞分化的效率。分别构建β-catenin和β-catenin（S33Y）基因的慢病毒载体,转染293T细胞生产病毒液并感染人表皮干细胞,采用Western blot检测人表皮干细胞感染后β-catenin的蛋白表达水平;然后与具有诱导成牙潜能的小鼠牙胚间充质进行重组,移植裸鼠体内培养;嵌合体组织切片染色和免疫组化检测形成牙齿的效率（成牙率）和成釉质细胞分化的效率（成釉率）。结果显示,过表达β-catenin的人表皮干细胞的重组嵌合体的成釉率提高至100%。提示,过表达β-catenin可诱导人表皮干细胞向成釉质细胞分化。