TSC(tuberous sclerosis complex)在果蝇生殖干细胞中的作用

TSC(tuberous sclerosis complex)在果蝇生殖干细胞中的作用

论文摘要

在果蝇的卵巢中,干细胞内和干细胞微环境(niche)的信号分子共同调节生殖干细胞(GSC)的维持。Niche中产生的配体激活GSC中BMP信号通路可以通过直接抑制bam (bag of marbles)的转录来调节GSC的维持,此外还存在不依赖于bam的GSC维持和分化的调节机制。TSC (tuberous sclerosis complex)是人类的一种显性遗传病,由两个基因Tsc1或Tsc2突变造成。在哺乳动物和果蝇中,他们的蛋白产物TSC1和TSC2形成一个具有GTP酶活性的复合体,通过小G蛋白Rheb (Ras homolog enriched in brain),抑制TOR(targert of rapamycin)的激活。TOR是一个从酵母到哺乳动物高度保守的丝氨酸/苏氨酸激酶,通过两个复合体起作用。其中一个复合物TORC1主要通过TSC1/2接受来自环境中的信号,调节细胞的生长和代谢。本课题发现TSC1/2-TORC1这条信号通路通过影响BMP-bam信号通路和非bam依赖的机制的两条途径调节GSC的维持和分化。Tsc1或Tsc2突变会导致GSC很快的分化丢失,突变的GSC中BMP信号通路中水平明显下调,而bam的表达却没有明显的上调。bam突变不能挽回Tsc1突变造成的干细胞丢失,并且Tsc1bam双突变生殖细胞可以进行早期分化,表明TSC1/2还通过不依赖于bam的机制调节GSC的维持和分化。喂果蝇TORC1的抑制剂rapamycin可以显著的抑制Tsc1突变造成的GSC的分化丢失,BMP信号通路的下调以及Tsc1 bam双突变的生殖细胞的早期分化,表明Tsc1/2突变造成的GSC的分化是由于TORC1的过高活性。突变TORC1的下游S6K可以完全抑制Tsc2造成GSC分化丢失,进一步证明TSC1/2通过抑制TORC1抑制干细胞的提前分化。Tor突变和S6K突变的GSC的维持和分化正常,表明虽然TOR的过高活性会迫使GSC提前分化,TOR并不是GSC和其子代细胞分化所必需的。本课题的研究结果将为进一步揭示TSC 1/2-TOR信号通路的下游和细胞水平的效应,以及发现调节雌性果蝇GSC的维持和分化的新机制提供线索。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 前言
  • 1.1 干细胞概述
  • 1.2 雌性果蝇生殖干细胞和卵巢的发育
  • 1.3 果蝇中嵌合体的应用和FLP-FRT系统
  • 1.4 果蝇中的BMP信号通路
  • 1.5 GSC的调节分子机制
  • 1.6 TSC1/2和TOR信号网络
  • 1.7 本研究的内容和意义
  • 2 实验材料和方法
  • 2.1 果蝇的饲养及所用的突变体品系
  • 2.2 果蝇品系的构建
  • 2.3 GSC克隆的诱导
  • 2.4 卵巢的解剖和免疫组化染色
  • 2.5 制片
  • 2.6 GSC克隆的计数
  • △86及Tsc129bam△86克隆细胞数的统计'>2.7 bam△86及Tsc129bam△86克隆细胞数的统计
  • 2.8 喂果蝇rapamycin
  • 2.9 实验设备和试剂
  • 3 结果与分析
  • 3.1 Tsc1/2突变导致巨大的滤泡细胞和egg chamber的发育异常
  • 3.2 Tsc1/2突变导致GSC分化丢失
  • 3.3 TSC1/2对GSC维持的调节与BMP依赖的bam抑制的关系
  • 3.4 TSC1/2通过TORC1来调节GSC的维持
  • 3.5 Tor或S6K的突变不会造成GSC增多或分化异常
  • 4 结论和展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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