《Tbx3調控小鼠胚胎期乳腺原基發生髮育分子機制的研究》是依託中國農業大學，由韓建永擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Tbx3調控小鼠胚胎期乳腺原基發生髮育分子機制的研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：韓建永
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
轉錄因子Tbx3對胚胎幹細胞的自我更新和胚胎髮育過程中包括乳腺在內各器官的發生起著至關重要的調控作用。人類Tbx3的單倍劑量不足即可導致尺骨-乳腺綜合徵（UMS），出現四肢、乳腺發育障礙和心臟畸形等先天性缺陷；而在小鼠上，Tbx3的誘導表達是乳腺特化形成的最早標誌之一，Tbx3缺失會導致乳腺發育異常。然而，Tbx3調控乳腺發生髮育的機制並不十分明了。本課題擬通過微量組織細胞染色質免疫共沉澱結合測序技術（micro ChIP-seq）和轉錄組分析即RNA測序技術（RNA-seq）等方法在乳腺發育早期即胚胎期乳腺原基中檢測和分析與Tbx3互作的下游靶基因，並通過體內外實驗和動物模型等方法來驗證這些靶基因的功能，深入探討Tbx3調控乳腺發生和發育的分子機制，為解析Tbx3在正常發育過程中對乳腺特化形成、乳腺幹細胞多能性維持與分化所起的作用及其在乳腺癌等疾病診斷與治療方面的套用提供理論借鑑。
結題摘要
乳腺是哺乳動物獨有的特徵，其主要功能是以乳蛋白和脂肪的形式為後代提供營養。此外，乳腺也被廣泛地用作研究基本生物發育過程、幹細胞以及癌症發生的器官模型。Tbx3是轉錄因子T-box家族的一員，在發育、腫瘤發生、細胞命運決定和組織穩態中發揮著重要作用。在小鼠上，Tbx3的表達是乳腺特化形成的最早標誌之一，Tbx3缺失導致胚胎期乳腺發育異常。然而，Tbx3在乳腺發生髮育過程中發揮的具體功能及相應機制並不十分明了。本研究首先利用CRISPR/Cas9技術構建了Tbx3-C-GFP螢光報告小鼠，通過對GFP的跟蹤觀察發現在胚胎期乳腺的發生髮育過程中，乳腺原基上皮細胞Tbx3的表達量先升高后降低。乳腺上皮條件性Tbx3敲除小鼠研究結果表明，Tbx3的缺失導致第2對兒乳腺原基無法形成，其餘原基形成後因發育異常而退化消失。細胞凋亡和增殖檢測結果顯示，與對照組相比，Tbx3敲除後的乳腺原基細胞沒有發生凋亡，細胞增殖信號異常升高。分析Tbx3敲除後乳腺原基的RNA-Seq結果發現，Tbx3敲除後乳腺原基上皮細胞的中心體異常變大，暗示其紡錘體未能正確組裝，從而導致細胞阻滯在分裂期，發生了有絲分裂災變。為了闡明Tbx3是如何對乳腺原基細胞有絲分裂進行調控的，本研究嘗試對乳腺原基進行ChIP實驗。由於實驗條件不合適，乳腺原基細胞Tbx3 ChIP實驗未能成功。參考已發表的Tbx3 ChIP-Seq數據，結合RNA-Seq結果發現與有絲分裂密切相關的中心體蛋白基因Nin被Tbx3直接結合併抑制。雙螢光素酶報告系統實驗進一步驗證此結果。最後，本研究分析了已知與乳腺發育密切相關的基因的表達變化，結果表明，Tbx3敲除後，與乳腺腔細胞發育密切相關的基因表達量顯著降低，暗示Tbx3對乳腺原基腔祖細胞發育及分化能力的維持十分重要。綜上，本研究對乳腺原基中Tbx3的表達變化、Tbx3條件性敲除後乳腺原基的發育表型以及相應的分子機制進行了探討，發現Tbx3的表達對胚胎期乳腺的器官發生和發育必不可少。加深了人們對Tbx3在乳腺器官發生髮育中的作用的認識，為進一步研究乳腺幹細胞多能性的維持與分化和Tbx3在乳腺癌診治中的套用等方面提供了理論參考。
