《Nestin在小鼠胚胎血管發育中的作用及其分子機制》是依託中山大學，由項鵬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Nestin在小鼠胚胎血管發育中的作用及其分子機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：項鵬
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
巢蛋白（Nestin）是神經幹細胞的重要標誌，還在新生血管等組織中高表達。申請人利用Nestin基因敲除小鼠研究顯示純合子小鼠在胚胎11.5天之前死亡，神經乾/祖細胞大量凋亡，但引起胚胎死亡的原因不明。進一步研究發現純合子胚胎與卵黃囊蒼白，血管發育障礙，表現為結構混亂、分支減少，提示Nestin可能參與了胚胎血管的發育。本研究擬在前期基礎上，利用該模型研究Nestin在胚胎早期血管發育的作用，重點關注Nestin表達缺失後對血管發生、出芽、血管重塑與網路形成的影響、對血管內皮細胞或周細胞增殖、遷移、凋亡的作用及相關機制；進一步利用純合子（Nes-/-）胚胎幹細胞等體外細胞模型觀察Nestin 缺失對血管組成細胞增殖、分化、凋亡的影響。通過以上研究，不僅有助於闡明Nestin在血管發育過程中的作用機制，也為進一步研究Nestin 基因敲除對其它臟器發育的影響奠定基礎。
結題摘要
本研究利用Nestin基因敲除小鼠及Nestin-GFP轉基因小鼠模型，從Nestin+細胞的血管周細胞起源、Nestin通過調節線粒體的結構與功能、Nestin參與細胞分化、遷移、死亡等角度探究了Nestin在胚胎血管發育中的生物學功能及分子機制，揭示了Nestin+細胞在參與組織幹細胞池穩定維持中的作用。 利用Nestin基因敲除小鼠模型首次發現了Nestin-/-小鼠在胚胎10.5天左右死亡，且主要由於卵黃囊血管發育障礙引起。卵黃囊的Whole-mount染色發現Nestin-/-小鼠E10.5天血管分支減少，結構紊亂，死亡的細胞全部為血管周細胞。 利用Nestin-GFP轉基因小鼠進一步證實了Nestin陽性細胞多分布在血管周圍。分離腎臟、睪丸等組織Nestin-GFP陽性細胞，證實該細胞具有自我更新與多向分化潛能，並可修復病損組織。上述研究證實位於血管周的Nestin陽性細胞具有幹細胞的特徵，在成體組織的穩定維持與再生修復中可能扮演了重要角色。 利用胚胎幹細胞（mES）體外誘導血管分化模型，發現 Nestin缺失導致胚胎體中pericyte大量死亡，其主要原因是分化過程中線粒體來源的ROS升高介導的程式性壞死。利用體外細胞模型免疫螢光染色顯示線粒體與Nestin共定位。干擾Nestin表達能使線粒體從點狀向管狀變化，並影響線粒體代謝、產能等生理功能。利用質譜結合Co-IP，免疫螢光染色等方法證實Nestin與線粒體分裂蛋白Drp1結合。下調Nestin表達導致Drp1更多的彌散到胞漿中。首次闡明Nestin通過募集線粒體動力蛋白Drp1影響線粒體形態與功能改變。此外，本研究還發現Nestin不僅可以進入細胞核，通過調節核骨架蛋白LaminA/C的穩定影響了細胞衰老，還可以與內質網、溶酶體等細胞器直接作用在細胞穩態維持與應激應答中發揮作用。綜上，Nestin對於血管發育至關重要，血管周Nestin+細胞具有幹細胞特性，在組織器官發育與穩定維持中扮演了重要角色。Nestin作為細胞骨架，可能作為一種“支架”影響細胞器結構與功能、改變核骨架穩定在細胞增殖、遷移、分化、壞死等方面扮演了重要角色。
