轉錄共激活因子Cited1促進胚胎幹細胞向滋養層分化的研究

《轉錄共激活因子Cited1促進胚胎幹細胞向滋養層分化的研究》是依託上海交通大學，由李慧擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：轉錄共激活因子Cited1促進胚胎幹細胞向滋養層分化的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李慧
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

滋養層的形成是哺乳動物胚胎髮生過程中的第一次分化事件，對於胚胎著床及胎兒正常發育是必不可少的。然而，目前關於滋養層細胞的命運決定和分化的關鍵因子與信號通路的研究還很欠缺。我們利用小鼠胚胎幹細胞作為模擬早期胚胎髮育的體外模型，發現轉錄共激活因子Cited1促進胚胎幹細胞特異地向滋養層方向發生分化，但作用機制尚不清楚。在本項目中，我們計畫（1）通過親和層析和質譜分析尋找Cited1參與的轉錄複合體；（2）通過晶片表達譜分析，尋找Cited1及參與的轉錄複合體的下游靶分子；（3）尋找Cited1的上游調控分子。目的在於闡明Cited1促進胚胎幹細胞向滋養層分化的具體功能、參與的信號通路及作用的分子機制。本研究將有助於深化人們對哺乳動物胚胎髮育的第一次分化事件及分子機制的認識；為臨床上預防與治療胚胎植入缺陷、胎盤發育異常等疾病提供理論指導，為新藥篩選提供新的細胞分化模型，具有重要的理論意義和套用價值。

結題摘要

滋養層的形成是哺乳動物胚胎髮生過程中的第一次分化事件，對於胚胎著床及胎兒正常發育是必不可少的。然而，目前關於滋養層細胞的命運決定和分化的關鍵因子與信號通路的研究還很欠缺。在本項目中，我們發現兩個新的與轉錄相關的因子，轉錄共激活因子Cited1以及單鏈DNA結合蛋白Ssbp3，均可促進小鼠胚胎幹細胞（mouse embryonic stem cells, mESC）特異地向滋養層方向發生分化，並研究了它們的作用機制： （1）Cited1 我們的研究發現，Cited1在mESC向三胚層或胚外滋養層分化過程中表達水平明顯上調，並在滋養層幹細胞中具有較高的表達水平；在胚胎髮育中，Cited1主要高表達在桑葚胚的外層細胞以及囊胚的滋養層中。在mESCs中過表達Cited1，細胞24小時內迅速失去克隆狀生長形態，發生了明顯分化。qPCR顯示，胚外滋養層的標記基因表達水平明顯上調。畸胎瘤實驗也顯示過表達Cited1的mESC在體內分化出滋養層巨細胞，並形成了帶有大量出血點的滋養層細胞瘤。說明Cited1促進了mESC向滋養層方向的分化。在分子機制上，Cited1是通過激活BMP信號通路而發揮功能的。 （2） Ssbp3 我們的研究發現Ssbp3在轉錄水平調控了Cited1的表達。雖然Ssbp3和Cited1均可促進mESC向滋養層方向分化，但它們的表型及機制有明顯的區別。在mESC中過表達Ssbp3，形態上細胞克隆僅在邊緣發生了分化；qPCR及表達譜晶片數據顯示滋養層基因，尤其與滋養層乾性相關的關鍵基因如Cdx2，Elf5及Gata3等表達顯著升高；畸胎瘤實驗顯示，過表達Ssbp3的細胞也可產生滋養層細胞瘤，但相較於Cited1，其成瘤速度慢，產生的終末分化的滋養層巨細胞及出血點數量都少一些。分子機制上，Ssbp3 主要是通過迅速上調Cdx2，Elf5及Gata3等滋養層乾性相關的關鍵基因及激活MAPK/Erk1/2 和 TGF-β信號通路而促進mESC分化成滋養層幹細胞樣細胞的。此外，我們還發現與Ssbp3同家族的Ssbp2也具有類似的細胞功能，二者之間存在功能冗餘。 本研究發現了兩個新的滋養層相關基因，豐富了人們對哺乳動物胚胎髮育的第一次分化事件及分子機制的認識；為臨床上預防與治療胚胎植入缺陷、胎盤發育異常等疾病提供了新的線索，具有重要的理論意義和套用價值。