CX43影響誘導多能幹細胞形成的機制研究

《CX43影響誘導多能幹細胞形成的機制研究》是依託中山大學，由柯瓊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：CX43影響誘導多能幹細胞形成的機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：柯瓊
• 依託單位：中山大學

中文摘要

誘導多能幹細胞(iPSCs) 是體外研究疾病發病機制和藥物篩選的良好模型，但如何提高其形成效率及闡明細胞重編程機制仍是未解決的問題。申請人前期研究發現在人iPSCs形成過程中縫隙連線蛋白43（connexin 43, CX43）的表達量隨時間顯著增強；過表達CX43提高人iPSCs的形成效率而干擾CX43抑制其形成（Hum Mol Genet，2013）。但CX43影響iPSCs形成的機制尚未明確，我們推測CX43可能通過參與形成縫隙連線調節胞內代謝物運輸，或者直接參與胞內信號通路調控影響iPSCs形成。本課題擬在細胞重編程過程中抑制縫隙連線胞間通訊觀察iPSCs形成效率的變化，並利用螢光定量PCR、免疫印跡、免疫共沉澱等方法探討CX43是否作為信號分子直接參與胞內信號通路的調控，以期闡明CX43影響iPSCs形成的分子機理，為進一步揭示細胞重編程的機制提供科學依據。

結題摘要

本課題前期發現縫隙連線蛋白43（connexin43，CX43）在細胞重編程過程中表達逐漸上調，通過過表達CX43能促進誘導多能幹細胞（Induced Pluripotent Stem Cells, iPSCs）的形成效率，研究進一步探討CX43影響iPSCs形成的分子機理，為深入揭示細胞重編程的機制、提高細胞重編程效率提供科學依據。影響iPSCs形成效率可以通過調節細胞增殖來實現，按照項目的實施，我們首先通過CCK8檢測發現過表達及干擾CX43不影響iPSCs形成過程中細胞的增殖，這可能不是CX43促進iPSCs形成的主要途徑。在iPSCs形成過程，促使細胞發生間質上皮轉化（Mesenchymal epithelial transition, MET）也是一個重要的促進因素。隨著CX43變化上皮及間質標記物的變化研究，我們發現CX43的改變引起上皮標記物E-Cadherin、E-Pcam、Cldn3，間質標記物N-Cadherin以及Vimentin的表達變化，證實其可能通過參與細胞重編程過程中來促進iPSCs的形成。以往的研究表明，CX43除了作為形成細胞縫隙連線的結構蛋白以外，還可能以信號分子的形式直接參與胞內信號通路的調控。進一步研究發現，CX43對E-Cadherin的調節並不通過其上游調控的轉錄因子SP1來實現，而是通過其上游的轉錄因子Snail及Slug來實現。同時CX43對iPSCs形成的影響，還可能通過在細胞重編程過程中添加系列提高CX43表達的藥物來實現，其中番茄紅素可促進iPSCs的形成效率，這可能是更安全有效的促進iPSCs形成的方式。 此外我們還發現作為 CX 家族的另一重要成員，CX45 在重編程過程中表達量增加了 9 倍（遠高於 CX43），而 iPSCs 在分化階段 CX45 表達逐漸下降，隨後發現過表達CX45能夠提高iPSCs的形成效率，而干擾CX45幾乎抑制了iPSCs的形成，而其作用方式主要是通過促進細胞的增殖來實現。這些結果為進一步闡明細胞重編程機制，提高iPSCs的形成效率提供了研究參考。