OCT4選擇性剪接體對牙髓幹細胞自我更新的調控及其作用

《OCT4選擇性剪接體對牙髓幹細胞自我更新的調控及其作用》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由楊帆擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：OCT4選擇性剪接體對牙髓幹細胞自我更新的調控及其作用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊帆
• 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學

中文摘要

自我更新能力有限是牙髓幹細胞組織工程亟待解決的問題。利用調控乾性的關鍵分子提高細胞增值是解決問題的關鍵。OCT4是胚胎幹細胞乾性關鍵分子之一。我們前期研究發現與胚胎幹細胞相比，牙髓幹細胞內OCT4A剪接體低表達與細胞有限的增殖能力相關，由此推論以OCT4A為靶點可能提高牙髓幹細胞的增值。本課題擬套用RT-PCR和qPCR研究OCT4A剪接體與牙髓幹細胞增值之間的相關性，通過生物信息學和qPCR array確定可能在OCT4A剪接產生中起作用的剪接因子，藉助過表達和shRNA慢病毒載體驗證剪接因子對OCT4A剪接產生的調控作用並探討OCT4A剪接體和其相應的調控剪接因子在牙髓幹細胞自我更新中的功能，本課題旨在明確OCT4A剪接體在牙髓幹細胞自我更新中的作用，並搞清利用OCT4A剪接體和其相應的調控剪接因子改善牙髓幹細胞更新能力的可行性 ，結果將為牙髓幹細胞套用組織工程提供新的思路。

結題摘要

牙髓幹細胞（Dental pulp stem cells，DPSCs）是極具潛力的組織工程種子細胞，但不同於胚胎幹細胞，有限擴增能力使其難以滿足組織工程所需細胞數量。前期研究發現乾性分子Oct4的剪接體Oct4a在牙髓幹細胞與胚胎幹細胞中的不同表達水平與二者自我更新能力差異密切相關，提示Oct4a表達可能是影響細胞增殖能力的關鍵因素。在此基礎上我們提出假設：Oct4a低表達是牙髓幹細胞自我更新能力有限的原因之一；調節Oct4a和其相應的調控因子可改善牙髓幹細胞更新能力。 我們的研究發現體外擴增使hDPSC乾性特徵減弱，而乾性分子尤其Oct4a的表達和定位與細胞乾性密切相關，結果顯示 hDPSCs隨傳代次數增加體積增大，增殖、分化、克隆形成能力以及CD105、CD146表達逐代降低， 乾性基因Sox2，Klf4，Nanog以及Oct4a表達隨代數增加而降低，同時隨代數增加Oct4a 逐漸從胞核向胞漿轉位，提示Oct4a 表達與hDPSCs有限自我更新能力相關。 在此基礎上研究旨在進一步明確Oct4a在hDPSCs乾性維持中的作用，並探討以Oct4a為靶點改善細胞有限增殖能力的可行性。研究顯示抑制hDPSC內Oct4a表達，細胞體積增大，增殖和克隆形成能力降低，分化和遷移能力減弱，相反提高hDPSCs內Oct4a表達水平，乾性特徵均顯著增強。此外我們發現低氧環境有助於提高hDPSCs乾性， 而 Oct4a 在其中也發揮重要作用，以上結果表明Oct4a參與調控牙髓幹細胞乾性維持，提高Oct4a表達有助於增強牙髓幹細胞乾性。 最後我們試圖尋找hDPSCs內Oct4a剪接體形成的調控因子，研究發現TIP110參與調控Oct4a 的形成，hDPSCs分化後 Oct4a 和Tip110表達均下調，抑制hDPSCs內Tip110表達Oct4a表達降低，乾性特徵減弱，而在Tip110表達抑制hDPSCs內高表達Oct4a,Tip110的抑制作用被部分逆轉，結果提示Tip110通過調控hDPSCs內Oct4a剪接體的形成參與hDPSCs乾性維持。 概括而言本研究發現Oct4a在牙髓幹細胞自我更新中發揮重要調控作用，Tip110 調控Oct4a剪接體形成，以Oct4a為靶點可改善牙髓幹細胞自我更新能力，該項研究結果有助於解決牙髓幹細胞組織工程瓶頸問題，為牙髓幹細胞組織工程提供新的思路。