IRE1α在非洲爪蛙胰腺发育中的作用

论文摘要

胰腺是由内胚层发育而来的消化器官，广泛地参与了糖、脂、蛋白质代谢。胰腺的发育是一个动态连续的过程，受到多种信号途径以及转录因子的调控。肌醇依赖性激酶1α （Inositol requiring enzyme1α, IRE1α）是内质网膜上的跨膜蛋白，为内质网应激（Endoplasmic Reticulum Stress, ERS）过程中三种跨膜感受器之一，发生ERS时可以感受应激并通过介导未折叠蛋白反应（Unfolded ProteinResponse, UPR）而维持内质网稳态。研究发现小鼠IRE1α广泛表达于胚胎及成年各组织，在胎盘和胰腺中高表达。非洲爪蛙IRE1α高表达于胚胎胰腺，提示IRE1α可能参与胰腺发育，而IRE1α在胰腺发育过程中的作用并不清楚。本文将对IRE1α影响胰腺发育的机制做进一步研究。采用非洲爪蛙四细胞期胚胎显微注射IRE1α mRNA进行基因过表达，过表达IRE1α对非洲爪蛙发育没有明显影响。注射特异性反义寡核苷酸Morpholino （MO）实现基因敲降，发现非洲爪蛙胚胎肠道发生严重畸形。通过原位杂交检测胰腺内外分泌标志基因，结果显示胚胎胰腺内外分泌标志基因Insulin, Glucagon,Amylase表达受到显著抑制，但胃标志基因Sfrp5和肝脏标志基因Hex的表达未发生明显变化；胰腺前体细胞标志基因Pdx1, P48和Ngn3的表达下降；早期内胚层和中胚层的标志基因XSox17α和Xbra没有受到影响。分离爪蛙胚胎动物帽组织进行体外诱导分化实验，结果显示敲降IRE1α的动物帽组织经体外诱导后检测不到Insulin的表达。此外，又进行注射缺失羧基端激酶区/核酸内切酶区的突变体IRE1αΔC，显示IRE1α C端缺失的突变体导致Insulin的表达受到抑制，提示IRE1α的正常表达不仅与胰腺正常形态发育有关，而且与维持胰腺正常功能有关。接着，进一步考察IRE1α对下游分子XBP1的影响，通过注射IRE1α mRNA或IRE1α MO，利用RT-PCR检测IRE1α对下游分子XBP1的剪接，发现IRE1α可增加XBP1的剪接；注射XBP1MO封闭XBP1的表达，检测胰腺标志基因的表达，原位杂交结果显示通过MO敲降XBP1基因后，胰腺内外分泌标志基因Insulin,Amylase表达受到显著抑制。以上结果提示，过表达IRE1α对非洲爪蛙胚胎发育没有明显影响；敲降IRE1α特异性影响胰腺发育，抑制胰腺体外诱导分化；IRE1α C端丝氨酸/苏氨酸以及核酸内切酶区是其重要功能域；IRE1α对胰腺特异性的影响可能通过XBP1途径发挥作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 材料和方法
• 1. 实验材料与设备
• 1.1. 实验动物
• 1.2. 实验试剂
• 1.3. 试剂配方
• 1.4. 主要仪器
• 2. 实验方法
• 2.1. 基因克隆
• 2.2. RT-PCR
• 2.3. 制备探针
• 2.4. 制备 mRNA
• 2.5. 胚胎处理及显微注射
• 2.6. 胚胎动物帽分离及体外诱导分化
• 2.7. 原位杂交
• 结果
• 1. IRE1α MO 特异性验证
• 2. IRE1α 不影响早期胚胎表型
• 3. IRE1α 影响非洲爪蛙肠道发育
• 4. 敲降 IRE1α 影响胰腺内外分泌标志基因的表达
• 5. 敲降 IRE1α 不影响肝脏和胃标志基因的表达
• 6. IRE1α 影响胰腺前体细胞标志基因的表达
• 7. IRE1α 不影响非洲爪蛙胚胎早期胚层标志基因的表达
• 8. 利用体外诱导动物帽形成胰腺组织，验证 IRE1α 影响胰腺分化
• 9. IRE1α 通过 C 端功能区域发挥作用
• 10. IRE1α 影响 XBP1 剪接
• 11. 敲降 XBP1 影响胰腺发育
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录（一）综述
• 参考文献
• 附录（二）缩略词表
• 附录（三）硕士期间发表文章