高爾基體蛋白Acbd3和Tmed8影響神經幹細胞命運決定機制的研究

《高爾基體蛋白Acbd3和Tmed8影響神經幹細胞命運決定機制的研究》是依託武漢大學，由周嚴擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高爾基體蛋白Acbd3和Tmed8影響神經幹細胞命運決定機制的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周嚴
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

神經幹細胞能進行非對稱細胞分裂以同時滿足幹細胞自我更新和產生各種類型分化細胞的需求。我們最近發現高爾基體蛋白Acbd3在神經幹細胞有絲分裂時能從高爾基體膜釋放入細胞漿，與非對稱分布的Numb蛋白共同決定子細胞的命運。Acbd3的同源蛋白Tmed8在神經幹細胞命運決定過程中也發揮相似和冗餘的功能。但是Acbd3與Tmed8在分裂間期定位於高爾基體，而有絲分裂時釋放入胞漿，此過程的分子機制尚不清楚。本研究將深入了解神經幹細胞細胞周期進程中，Acbd3與Tmed8定位變化的分子機制，以及高爾基體碎裂和重組與細胞命運選擇之間的關係。我們將重點研究三個相互關聯的內容：（1）Acbd3和Tmed8依賴哪些結構域，通過哪些蛋白定位於高爾基體膜；（2）神經幹細胞有絲分裂過程中，觸發Acbd3和Tmed8釋放入細胞漿的具體信號通路；（3）如果Acbd3和Tmed8的定位發生變化，神經幹細胞增生、分化過程如何改變。

結題摘要

細胞命運決定分子Numb能介導神經前體細胞的非對稱細胞分裂，前期研究發現高爾基體蛋白Acbd3在神經幹細胞有絲分裂時能從高爾基體膜釋放入細胞漿，與非對稱分布的Numb蛋白共同決定子細胞的命運。在本課題的資助下，進一步研究了神經前體細胞細胞周期進程中，高爾基體蛋白Acbd3與同源分子Tmed8亞細胞定位變化的分子機制，以及高爾基體碎裂和重組與細胞命運選擇之間的關係。細胞生物學和小鼠遺傳學研究發現：（1）Acbd3不僅僅只通過其羧基端，而依賴於多個結構域定位於高爾基體，而其同源蛋白Tmed8通過其羧基端定位於分裂間期的高爾基體；（2）Acbd3在細胞周期中的定位變化由GTPase Arf1的狀態決定，如果Arf1持續處於GTP結合狀態，Acbd3則不能在有絲分裂中或被BFA釋放入胞漿; （3）Tmed8在胚胎早期神經系統有顯著表達，而且主要分布於新生神經元。表達膜分布Tmed8的條件轉基因小鼠神經元分化障礙，表現出同表達膜定位的Acbd3完全一致的表型; （4） Tmed8單敲除小鼠無發育、行為和生殖異常，但Tmed8的缺失能增強Acbd3敲除導致的出生後致死。Acbd3單敲除和Acbd3/Tmed8雙敲除鼠在胚胎早期表現出範圍較廣的表型 - 從早期致死到相對正常胚胎髮育，但明顯弱於Numb/Numbl敲除的突變胚胎。上述結果說明Acbd3和Tmed8在小鼠胚胎髮育和神經系統發育中發揮相似和冗餘的功能，Acbd3/Tmed8可能參與介導Numb信號通路的部分功能，還存在與Acbd3/Tmed8平行或冗餘的機制。我們同時研究了腦膠質瘤發生髮展過程中，腫瘤幹細胞自我更新和成瘤的分子與細胞生物學機制，發現轉錄因子PRRX1通過多巴胺受體DRD2介導的p-ERK和p-AKT通路的激活促進膠質瘤幹細胞的自我更新和成瘤性。 發表研究論文一篇，綜述一篇，參與發表論文6篇；有三篇研究論文正在修回和審稿中。周嚴2012年獲得教育部“新世紀人才”稱號，培養博士研究生2名，碩士研究生3名。課題組成員多次參加國際與國內學術會議並做口頭報告和張貼報告。