05)。PTZ+SB216763干预组与PTZ+DMSO实验组大鼠相比,其表达变化趋势一致,除4周组表达有所下调外(P0.05)。 2.与DMSO+SB216763对照组相比,GSK-3β的上游负调控因子AKT1在PTZ+DMSO实验组大鼠3天,1周,6周时表达上调(P0.05)。PTZ+SB216763干预组与PTZ+DMSO实验组大鼠表达趋势基本一致,除6周的表达明显下降(P0.05)。 3.PTEN为GSK-3β上游正调控因子,PTZ+DMSO实验组大鼠与DMSO+SB216763对照组大鼠相比,第3天即出现显著升高趋势,1周时上升达高峰,2周时表达下降,6周时表达低于对照组,除4周组外(P>0.05),其余各时间点均存在统计学差异(P0.05)。
4.GSK-3β的下游磷酸化底物总tau蛋白MAPT在PTZ+DMSO实验组大鼠的表达与DMSO+SB216763对照组大鼠相比,第3天即出现表达上调,并进行性上升,第4周时达高峰,第6周时下降至对照组水平。除6周组外(P>0.05),其余各时间点均存在统计学差异(P<0.05)。PTZ+SB216763干预组与PTZ+DMSO实验组大鼠相比,虽仍从第3天开始呈表达上升趋势,但上升幅度明显降低,除6周组外,其余各时间点均存在统计学差异(P
胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)是从早期囊胚内细胞团分离而出的多能性细胞。这些细胞能够体外培养无限增殖,维持自我更新,并且在特定条件下可以分化成为机体几乎所有类型的细胞。因此,ES细胞被认为是研究早期胚胎发育最重要的模型。对ES细胞的多能性维持和定向分化的研究能够为胚胎发育,再生医学和器官移植等临床医学研究提供重要的理论指导。 许多 在ES细胞中,多能性和定向分化的平衡被严格调控并处于一个相对稳定的状态。而这种平衡的维持,既需要转录因子及其构成的信号调控网络的调控,也有着来自表观遗传方面的调节,而microRNA(miRNA)作为一种重要的表观调控机制在ES细胞的多能性维持和分化调节中发挥着重要的作用。 研究发现,强烈的外部刺激,例如瞬间的低pH值胁迫,低氧胁迫等,均有利于诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS细胞)的形成。5-氨基咪唑-4-甲酰胺-呋喃核糖苷(5-Aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide,AICAR)是一种膜通透性的AMP-激活的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)的激活剂。它可以作为AMP的类似物,在不影响ATP,ADP和AMP水平的条件下激活能量代谢调控的关键蛋白激酶AMPK,从而抑制合成代谢,使细胞处于能量胁迫状态,影响ES细胞的多能性维持,但是其在ES细胞干性维持中的作用尚不清楚。本研究对AICAR处理及未处理的J1小鼠ES细胞进行研究,旨在揭示AICAR在ES细胞干性维持中的作用。主要的研究内容及结果如下:
1. AICAR与白血病抑制因子(leukaemia inhibitory factor,LIF)共同作用可维持J1小鼠ES细胞的形态,同时能够上调ES细胞标志基因的表达。在J1细胞的细胞培养液中加入终浓度为1mM的AICAR,并以培养液中加入相同体积DMSO的ES细胞作对照。碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AP)染色结果表明AICAR处理的ES细胞表现出更高的AP活性。免疫荧光染色和实时定量PCR(quantitative 点击此处 real-time polymerase chainreaction,real-time PCR)结果显示AICAR能够上调Nanog,Oct4,Sox2和Klf4这些干性标志基因的表达。此外,尽管AICAR不能在缺少LIF的情况下单独维持J1细胞的干性,但是它能够拮抗维甲酸(retinoic acid,RA)诱导的ES细胞的分化。 selleck怎么样
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selleck 2.全基因组基因表达谱分析表明AICAR有利于J1小鼠ES细胞的多能性维持。对AICAR处理后的J1小鼠ES细胞提取RNA进行表达谱芯片分析,以寻找AICAR的下游调控基因,并进一步揭示AICAR在ES细胞干性维持中的作用。芯片数据证明,AICAR能够显著上调干性相关基因的表达,同时也能下调分化相关转录因子的表达。利用筛选得到的基因,在DAVID(Database for Annotation,Visualization and Integrated Discovery)在线软件上面进行GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes andGenomes)分析,发现AICAR不仅能够影响AMPK通路,同时也能影响其它与J1小鼠ES细胞的干性维持相关的通路,如BMP,MAPK和TGF-β通路等。 3. AICAR可通过促进BMP通路从而拮抗RA诱导的ES细胞分化,利于其多能性维持。利用Real-time PCR对AICAR处理及未处理的细胞中Bmp2,Bmp4及其下游调控基因Ids,Coch,Dusp9进行检测,发现这些BMP通路相关基因的表达均上调。同时,AICAR还能够抑制RA诱导的上述基因表达的下调。Dorsomorphin(Dorso)是BMP通路的抑制剂,而其对AICAR作用的抑制进一步表明AICAR能够通过激活BMP通路来维持ES细胞的多能性。
4. AICAR影响J1小鼠ES细胞的表观遗传修饰。AICAR能够通过调控表观遗传相关基因,如Dnmt3a,Dnmt3b,Smarca2,Mbd3,Arid1a的表达,从而影响ES细胞的表观修饰状态。实验结果表明,AICAR处理后全基因组DNA甲基化(5-methylcytosine,5mC)水平下调,而DNA羟甲基化(5-hydroxymethyl cytosine,5hmC)水平保持不变。对于组蛋白修饰而言,AICAR处理导致组蛋白3第9位赖氨酸乙酰化(histone H3lysine9acetylation,H3K9Ac)水平的下调和组蛋白3第27位赖氨酸三甲基化(histone H3lysine27tri-methylation,H3K27me3)水平的上调。此外,AICAR通过调控长的居间非编码RNA(long intervening non-coding RNA,lincRNA)的转录,从而影响ES细胞的表观遗传修饰状态。 5.小RNA(small RNA,sRNA)高通量测序结果表明AICAR能够显著影响对ES细胞发育具有重要作用的miRNAs的表达。我们对比了经AICAR处理的J1小鼠ES细胞和未经处理的J1细胞中miRNAs的表达模式,并利用Real-time PCR验证了这些差异表达的miRNAs,同时对多能性和分化相关的miRNAs和它们的靶标做了相互验证。结果表明大量多能性维持相关的miRNAs表达上调,而分化相关的miRNAs表达下调。 6.