组蛋白乙酰转移酶Enok在果蝇雌性生殖干细胞命运维持与翅脉形成中的功能研究

摘要

干细胞是一类能够自我更新且具有多种分化潜能的细胞,在生物体发育,组织稳态维持,器官损伤修复等多种生物学过程中发挥重要作用。干细胞的命运维持有赖于自我更新与分化间的平衡,这需要干细胞内外多种机制的调控。果蝇雌性生殖干细胞作为一个强大的干细胞及其微环境的在体研究模型,为揭示这些干细胞命运调控机制提供了便利。大量的研究发现,果蝇雌性生殖干细胞的命运维持同时受到经典遗传机制与表观遗传机制的调控。尽管表观遗传调控在其中发挥了重要作用,但深层的调控机理仍然不很清楚。本文的研究发现,果蝇组蛋白乙酰转移酶Enok在多个层面上调控了雌性生殖干细胞的命运维持。首先,在生殖干细胞内部敲除或下调enok会造成干细胞的维持缺陷。进一步的研究表明,Enok在生殖干细胞内部维持其细胞命运的作用不依赖于已知的BMP-Bam通路与Nos/Pum途径。而令人感兴趣的是,RNA结合蛋白Bruno在enok功能丧失或减弱的生殖干细胞中表达异常升高。在生殖细胞中过表达Bruno则会导致生殖干细胞的维持缺陷以及原始生殖细胞的提前分化,并且bruno与enok在生殖干细胞的命运维持方面具有遗传学的相互作用。因此,Enok可能通过抑制Bruno的表达维持生殖干细胞的命运。此外,Enok还在生殖干细胞外部控制干细胞的命运。在生殖干细胞微环境中下调enok的表达同样会造成干细胞的维持缺陷,同时BMP信号的输出也受到损害。尽管分子实验暗示Enok在微环境中调节BMP信号配体的扩散,但BMP信号的缺陷并不是enok下调造成的生殖干细胞丢失的主要原因。后续的研究表明,Enok在微环境中通过调节Notch信号通路活性控制帽细胞的数量维持,从而调控生殖干细胞的命运。这是首次发现微环境的尺寸控制需要表观遗传因子的参与。以上这些研究结果为阐述干细胞的命运调控机理提供了新的线索和依据。
　　Enok除了在果蝇卵巢中调控生殖干细胞的命运维持外,还在果蝇翅膀中调节翅脉的形成。Enok在发育中的翅膀内丧失功能会导致成体果蝇翅膀出现额外的翅脉。这一翅脉形成缺陷与转录因子Dll的表达下调密切相关。组蛋白乙酰转移酶Enok在果蝇翅膀中可能通过调节D ll的的表达控制翅脉的正确形成。这进一步拓展了我们对组蛋白乙酰化功能的认识。

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第一章 绪论

1.1黑腹果蝇：优秀的模式生物

1.2干细胞与微环境

1.3果蝇雌性生殖干细胞与其微环境

1.4果蝇雌性生殖干细胞的维持与分化调控

1.5组蛋白乙酰化与乙酰转移酶

1.6本论文的研究目的、内容及意义

第二章 材料与方法

2.1实验材料

2.2实验方法

第三章 实验结果

3.1 Enok在果蝇雌性生殖干细胞内部调控其命运维持

3.2 Enok在干细胞微环境中调控果蝇雌性生殖干细胞的命运维持

3.3 Enok调节果蝇翅脉的形成

3.4结论

第四章 讨论

4.1 Bruno在Enok介导的生殖干细胞命运调控中的作用

4.2 Enok在雌性生殖细胞中调节组蛋白乙酰化

4.3 Enok在果蝇生殖干细胞微环境中调节Notch信号通路

4.4 Enok与干细胞的营养和衰老

4.5 Enok在翅成虫盘中调节Dll的表达

4.6总结与展望

参考文献

附录一 筛选JNK信号通路的调节因子与效应因子

S1.1研究背景

S1.2筛选实验设计

S1.3筛选结果

S1.4 Rno

S1.5总结与讨论

参考文献

附录二 主要缩写对照表

附录三 补充表格

攻读博士学位期间已发表或录用的论文

致谢