Wnt5a作用下人胚胎干细胞定向分化为晶状体小体的差异表达基因分析

摘要

目的 探讨人胚胎干细胞(hESCs)定向分化为晶状体小体(LB)过程中非经典Wnt信号通路配体Wnt5a对晶状体发育的作用. 方法 选取人H9胚胎干细胞系,采用mTeSR培养基进行干细胞培养.“三阶段法”诱导hESCs分化为LB.培养至18d,将细胞分为对照组和Wnt5a处理组,其中Wnt5a处理组培养基中添加500 ng/ml Wnt5a.培养至35 d,在倒置显微镜下观察细胞形态变化和LB的大小并提取对照组和Wnt5a处理组的总RNA进行转录组测序(RNA-Sequence)检测,表达差异大于1.5倍且P≤0.05被定义为差异表达基因(DEGs),进行生物信息学分析.结果 培养结束时发现,与对照组相比,Wnt5a处理组细胞形成的LB面积明显变大.转录组测序结果显示,与对照组相比,WntSa处理组中478个基因表达下调,201个基因表达上调,其中Wnt5a可使晶状体细胞分化及晶状体特异基因的表达上调.生物信息学分析结果显示,Wnt5a主要参与了细胞外基质(ECM)改变的过程,提示在晶状体细胞分化中,Wnt5a可改变ECM;同时,富集结果还显示经Wnt5a处理,上皮-间充质转化过程相关过程受抑制,提示Wnt5a还可抑制晶状体细胞,特别是晶状体上皮细胞的异常分化;此外,Wnt5a还可影响晶状体细胞骨架重塑. 结论 Wnt5a可能通过上调MAPK/ERK级联信号调整ECM的结构成分,影响晶状体细胞骨架重塑,从而促进晶状体细胞的分化.