Notch信號通路參與家蠶胚胎髮育分子機制的研究

《Notch信號通路參與家蠶胚胎髮育分子機制的研究》是依託四川大學，由劉文彬擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：Notch信號通路參與家蠶胚胎髮育分子機制的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉文彬
• 依託單位：四川大學

項目摘要

Notch信號通路是細胞分化和細胞遷移的重要信號，介導了一些昆蟲的體節分節。該機制在節肢動物中是否保守，還存在爭議。在前期研究中發現Notch信號參與家蠶(Bombyx mori)體節分節和附肢發育；Notch信號缺失後，由於細胞遷移和腹側中線組織缺失，成對的附肢在腹側中線融合。但Notch信號在家蠶胚胎髮育中作用的機理尚不清楚。本項目利用整體原位雜交(Whole-mount in situ hybridization, WISH)技術研究notch、delta基因在胚胎的原位表達。對Notch信號通路基因進行RNA干擾(RNAi)後，利用WISH和免疫組化，檢測twi、en、dpp和細胞凋亡以研究腹側中線組織的缺失及其機理，檢測Dfd和Scr以研究細胞遷移的機理。從而闡明Notch信號通路參與家蠶胚胎髮育的分子機制，解決Notch信號通路在節肢動物體節分節中作用與進化這一關鍵問題。

結題摘要

Notch 信號通路是細胞分化和細胞遷移的重要信號，介導了一些昆蟲的體節分節。該機制在節肢動物中是否保守，還存在爭議。在前期研究中發現Notch 信號參與家蠶(Bombyx mori)體節分節和附肢發育；Notch 信號缺失後，由於細胞遷移和腹側中線組織缺失，成對的附肢在腹側中線融合。但Notch 信號在家蠶胚胎髮育中作用的機理尚不清楚。項目利用WISH技術研究notch、delta基因在胚胎的原位表達。發現Notch信號通路不具有動態的周期性振盪式的表達圖式，表明Notch信號通路在體節分節完成後調控體節自身的發育圖式，反映了Notch信號通路參與昆蟲體節分節在進化上的多樣性。利用WISH檢測twi、en、dpp在缺陷型的表達，發現en的表達成一條完整的條紋，而在腹側中線處twi不再表達，表明 Notch信號通路被干擾後導致腹側中線組織缺失，證明了 Notch信號通路在家蠶中外胚層的形成中發揮作用；而dpp基因在胚胎原位表達的位置及強度沒有變化，表明與腹側背側化沒有直接關係。發現Scr基因除在所有體節都表達，而Dfd基因在上顎和下顎體節的表達受到抑制；Scr雙鏈RNA可減弱Bmnotch RNAi導致的腹側對稱融合的現象，且Dfd恢復在上顎和下顎體節的表達；表明Notch信號通路控制家蠶腹側細胞遷移是通過調控Dfd和Scr實現，其他體節也因此獲得了向腹側中線橫向移動的潛能。Bmemc RNAi得到胚動缺陷表型，確認了Bmemc基因在家蠶胚胎髮育中的作用。項目從而從基因相互作用與調控的角度，闡明Notch 信號通路參與家蠶胚胎髮育的分子機制，表明Notch信號通路在家蠶中外胚層的形成中的發揮作用，揭示Notch信號通路參與昆蟲體節分節在進化上的多樣性，解決Notch信號通路在節肢動物體節分節中作用與進化這一關鍵問題，為闡明節肢動物分節機制的起源與進化奠定基礎。項目首次從Notch信號通路與Scr、Dfd相互作用角度研究胚胎髮育中的細胞遷移問題，發現Notch信號通路控制家蠶腹側細胞遷移是通過調控Dfd和Scr實現。同時首次發現emc在Notch信號通路中起到重要作用，且Bmemc參與了家蠶軀體模式決定。