《同源異型域轉錄因子VAB-15對線蟲神經前體細胞命運的調控》是依託清華大學，由劉曉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：同源異型域轉錄因子VAB-15對線蟲神經前體細胞命運的調控
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：劉曉
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
神經前體細胞具有從上皮類前體細胞分化而獲得神經潛能的普遍性,而不同神經前體細胞可以有生成不同神經類型的特異性，這是神經系統發育和維持的基礎。因此研究神經前體細胞命運決定的分子機制對認識神經系統的形成有重要意義。線蟲神經發育生物學研究已經鑑定出若干控制神經前體細胞獲得神經潛能的原神經基因。這些原神經基因主要控制感覺神經前體細胞的命運決定，且多為bHLH家族轉錄因子。然而其它神經前體細胞的命運決定機制還尚待研究。我們的前期工作發現高度保守的同源異型結構域轉錄因子VAB-15在胚胎後期特異表達在不同類型的神經前體細胞中，並影響其神經潛能。本課題將結合單細胞精度影像分析、組織特異轉錄組技術和遺傳分析方法，揭示VAB-15在神經前體細胞命運決定中的作用，鑑定並研究其調控迴路。本課題著重揭示和比較VAB-15在感覺神經前體細胞和運動神經前體細胞中的調控迴路，探討調控神經潛能的分子機制的普遍性和特異性。
結題摘要
線蟲的P，Q 和V5是幼蟲的神經前體細胞，都能分化發育出神經後代。本課題旨在通過研究轉錄因子VAB-15在這些神經前體細胞發育過程中的功能，探索神經前體細胞的分子調控機制。 我們對通過報告基因的篩選，結合由CHIP-seq數據得到的被VAB-15結合的基因組位點，找到了tlp-1, lin-32, ref-2, ztf-6, hlh-3和pax-3等在P，Q， V5神經前體細胞富集表達的基因。通過遺傳實驗發現，tlp-1, lin-32, ref-2和pax-3均對神經前體細胞的分化發育有影響，其中tlp-1與vab-15協同作用。對這些影響神經前體細胞發育過程的基因進行總結分析，發現vab-15, ref-2, pax-3的同源基因在高等動物如脊椎動物中高度保守，並且對神經板邊緣的細胞發育有重要的決定意義。 神經板邊緣是動物胚胎外周神經發育的重要起源，後續會發育成神經冠，神經冠細胞具有多潛能，可長距離遷移，最終發育成頜面，黑色素細胞，外周神經細胞，膠質細胞等，是脊椎動物外周神經系統的重要來源。研究認為神經板邊緣的特化區域由幾個轉錄因子的共表達來限定，包括Msx/vab-15, Zic/ref-2, pax3/7/pax-3等。為了探索神經板邊緣的分子調控模式在非脊椎動物中的保守性，我們在果蠅及海鞘中分別進行了實驗。在果蠅中發現Msx/vab-15對由神經板邊緣發育出來的外周神經細胞chordotonal neuron具有調控作用；海鞘中Msx/vab-15敲低後會導致一種來自神經板邊緣可遷移的外周神經細胞的遷移障礙和酸性離子通道的表達受阻。我們的工作支持了神經板邊緣的保守調控模組的存在假說。這一工作發表在2017年7月《PNAS》雜誌。 以此為基礎，我們鑑定和比較了VAB-15對神經前體細胞Q/V5細胞和P細胞發育調控的下游分子。實驗表明，lin-32和ect-2是VAB-15在外周神經前體Q細胞的下游基因，但不在中樞神經前體P細胞中表達。有意思的是，lin-32在果蠅和脊索動物中都是機械感覺神經元分化的總調控因子，而最近的研究表明ect-2在小鼠神經冠的發育中起關鍵作用。總之，我們的研究鑑定出一個保守的以Msx為中心的神經板邊緣特化模組。這個特化模組通過激活一套保守基因的表達區分外周神經前體和中樞神經前體的命運。
