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敲降同源异形框D12抑制7因子介导的体细胞重编程
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作者 方仕才 黄依 +6 位作者 王波 赵国庆 李陈 明金 董春阳 李闯 裴端卿 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1188-1196,共9页
分化的体细胞可通过体外过表达多能性相关的转录因子重编程为诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)。体细胞重编程的过程需要细胞内各个转录因子相互作用,协同调控细胞命运的转变。同源异形框D12(homeobox D12,Hoxd12... 分化的体细胞可通过体外过表达多能性相关的转录因子重编程为诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)。体细胞重编程的过程需要细胞内各个转录因子相互作用,协同调控细胞命运的转变。同源异形框D12(homeobox D12,Hoxd12)是调控脊椎动物胚胎发育的关键转录因子之一,对足趾发育、体轴形成和细胞内信号转导具有重要作用。但Hoxd12关于体细胞重编程和胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)方面的研究未见报道。本研究首先以7因子(Sall4-Esrrb-Jdp2-Glis1-Mkk6-Nanog-Kdm2b,7 factors)和Yamanka因子(Oct4-Klf4-Sox2,Yamanaka factors)诱导的重编程体系为模型,并结合RNA敲降(shRNA)和基因过表达技术,研究Hoxd12在体细胞重编程中的功能;其次利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建Hoxd12基因敲除的胚胎干细胞系,同时结合体外拟胚体形成(EB)和转录物组测序技术(RNA-seq),探索Hoxd12在ESCs多能性维持和退出中的功能。本研究得出以下结论:(1)敲降Hoxd12的表达抑制7因子诱导的重编程(**P<0.01),但对Yamanaka因子诱导的重编程无显著作用。(2)在7因子和Yamanaka因子诱导多能性的不同时期过表达Hoxd12对重编程无显著作用,且Hoxd12无法替代7因子当中的任何1个因子。(3)Hoxd12基因的敲除对ESCs多能性的维持无显著影响。(4)Hoxd12基因的敲除对ESCs在EB球形成中的谱系决定无显著影响。(5)Hoxd12基因的敲除抑制ESCs的增殖(Day3*t=12.91,Day4*t=4.87,Day5*t=5.98)。本研究初步揭示了Hoxd12在体细胞重编程和ESCs增殖中具有重要作用,为进一步深入理解Hoxd12调控细胞命运转变提供新的参考。 展开更多
关键词 同源异形框D12 诱导多能干细胞 体细胞重编程 胚胎干细胞 细胞增殖
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CRISPR/Cas9介导的Suds3敲除抑制小鼠胚胎干细胞增殖和中内胚层分化 被引量：1
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作者 董春阳 王波 +4 位作者 明金 李陈 方仕才 黄依 刘晶 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1050-1061,共12页
胚胎干细胞(ESCs)具有分化为成体各种细胞的能力,其在发育和分化过程中的命运决定受基因表达、表观遗传和胞外信号等多种因素的综合调控。表观遗传调控例如DNA甲基化、组蛋白乙酰化和甲基化,在ESCs的多能性维持以及分化过程中发挥重要... 胚胎干细胞(ESCs)具有分化为成体各种细胞的能力,其在发育和分化过程中的命运决定受基因表达、表观遗传和胞外信号等多种因素的综合调控。表观遗传调控例如DNA甲基化、组蛋白乙酰化和甲基化,在ESCs的多能性维持以及分化过程中发挥重要作用。Suds3(Sin3 histone deacetylase corepressor complex component SDS3)是Sin3组蛋白去乙酰化酶复合物的重要组分之一,在胚胎发育、细胞增殖、染色体分离等生物过程中发挥重要作用,但Suds3在ESCs中的功能例如对ESCs增殖、多能性维持及分化过程中的影响却少有报道。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,构建了Suds3基因敲除的小鼠胚胎干细胞系,并结合细胞培养、体外拟胚体(embryoid body,EB)形成和体内畸胎瘤形成,CCK-8细胞增殖检测和细胞计数实验对Suds3在ESCs中的功能展开研究。Western印迹结果显示,SUDS3蛋白未表达,成功实现了对Suds3基因的敲除。通过对细胞形态的观察以及实时荧光定量PCR(QRT-PCR)检测多能性基因的表达,发现Suds3的敲除对ESCs多能性的维持无显著影响。拟胚体形成实验发现,拟胚体形成的第4 d和第6 d,Suds3^(-/-)细胞多能性基因表达并未像野生型细胞一样迅速下调反而提高(^(***)P<0.001),中胚层和内胚层基因表达量相比野生型显著降低(^(***)P<0.001),而外胚层基因表达量相比野生型提高(^(***)P<0.001)。CCK-8增殖检测和细胞计数的结果发现,Suds3的敲除使ESCs的增殖能力受到抑制(^(*)P<0.05,^(***)P<0.001)。体内畸胎瘤形成实验和HE染色表明,Suds3敲除抑制了增殖,同时促进外胚层分化,减少了中胚层和内胚层的分化。并且在Suds3^(-/-)细胞中过表达Suds3可以挽救敲除Suds3引起的ESCs表型变化。本研究成功构建了Suds3敲除的胚胎干细胞系,并表明Suds3的敲除对ESCs多能性的维持无显著影响,抑制ESCs的增殖及促进外胚层分化,限制中胚层和内胚层的分化。上述结果为研究组蛋白乙酰化对ESCs分化及早期胚胎发育的影响提供了新的见解和研究模型,为体外定向分化获取功能性细胞及未来的细胞治疗策略提供了技术参考。 展开更多
关键词 CRISPR/Cas9 Sin3组蛋白去乙酰化酶阻遏复合物组分SDS3 胚胎干细胞 拟胚体形成 细胞增殖
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泛素特异性蛋白酶10的互作组分析及其与UPF1相互作用分析
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作者 祁钰玲 冯振桓 +2 位作者 王旭 陈亚平 张小飞 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1638-1647,共10页
细胞内泛素化调控是一个由泛素化和去泛素化协同调控的动态平衡可逆过程。去泛素酶(DUBs)是介导蛋白质去泛素化过程的蛋白质家族,它在许多复杂的细胞过程中发挥着关键作用,但其生物学特征尚未完全阐明。作为去泛素化酶的一种,USP10在许... 细胞内泛素化调控是一个由泛素化和去泛素化协同调控的动态平衡可逆过程。去泛素酶(DUBs)是介导蛋白质去泛素化过程的蛋白质家族,它在许多复杂的细胞过程中发挥着关键作用,但其生物学特征尚未完全阐明。作为去泛素化酶的一种,USP10在许多生物过程和癌症中都发挥重要的作用。为了进一步探索USP10在细胞中的功能,采用免疫沉淀与质谱联用(IP-MS)的方法鉴定USP10的相互作用蛋白质。通过Flag柱子的富集方式(Flag-USP10 IP-MS)共鉴定出165个与USP10相互作用蛋白质。通过USP10内源抗体的富集方式(USP10 antibody IP-MS)鉴定出192个USP10相互作用蛋白质。基因本体(GO)分析表明,USP10的互作蛋白质中存在一组与无义介导的mRNA降解(NMD)相关蛋白质,包括无NMD的核心因子UPF1(Up-frameshift 1)。进一步验证了USP10和UPF1在细胞质中共定位。此外,还确定了UPF1通过其HD结构域与全长的USP10相互作用。本研究提供了新的USP10相互作用蛋白质,为探索其在RNA调控和NMD通路中的重要性提供线索。 展开更多
关键词 质谱 相互作用组 泛素特异性蛋白酶10 UPF1 相互作用
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