论文题目: Fgf17b及其负反馈因子Mkp3在斑马鱼胚胎早期发育中的作用
论文类型: 博士论文
论文专业: 生物学
作者: 曹莹
导师: 孟安明
关键词: 斑马鱼,中胚层诱导,背腹分化,前后分化
文献来源: 清华大学
发表年度: 2005
论文摘要: 成纤维生长因子(fibroblast growth factor,Fgf)是一类重要的生长因子,在细胞的分裂、生长和分化过程中起重要作用;在脊椎动物胚胎发育中,它们参与了中胚层的形成和分化、神经外胚层的前后分化以及器官形成等多个环节。在脊椎动物中,目前已经发现了二十多种 Fgf 因子,其表达有组织特异性。Fgf主要通过一类酪氨酸激酶受体 Fgfr 激活下游的信号通路,主要包括 Ras、PI3K、PLC 等通路,启动下游基因的表达,进而对生命活动进行广泛的调节。由于 Fgf信号的功能广泛,因此其作用受到精确的调节,包括正反馈、负反馈还有其他信号通路的调节。此外,Fgf 还能与其他信号通路如 Nodal、Wnt、Hedgehog 等相互作用,共同调节发育的不同过程。本研究工作中,我们在用原位杂交筛选特异时空表达谱的基因时获得了一个 Fgf 因子——Fgf17b。序列分析和基因图谱定位显示,它是人类 FGF17 的垂直进化基因(orthologue)。RT-PCR 和原位杂交的结果表明,在斑马鱼的胚胎发育过程中,fgf17b 分两个时期表达。在囊胚和原肠胚期,它的 mRNA 在胚盘的边缘按背部到腹部浓度逐渐降低的梯度分布;在分节期及以后,它在前脑、体节和前体节板中都有表达。fgf17b 早期的表达受到 Nodal 信号的调控。之后,我们通过过量表达和抑制表达的方法研究了 Fgf17b 对斑马鱼胚胎发育的影响。证明了 Fgf17b 具有中胚层诱导、促进胚胎背部化和神经外胚层后部化的活性,且与其它 Fgf 成员有重叠的功能。通过比较 fgf3、fgf8 和 fgf17b 的过量表达效果,发现 fgf8 具有较强的中胚层诱导和背部化的作用,fgf3 在促进神经外胚层的后部化过程中活性较强,而 fgf17b 在这三方面都表现出最高的活性。用基因芯片的方法筛选 Fgf17b 的下游基因的过程中发现了 mkp3 基因。其表达谱同 fgf8 非常相似,即早期在胚盘边缘表达;在分节期以后,在前脑、中后脑边界、体节和前体节板中都有表达。mkp3 的过量表达能够抑制背部中胚层和神经外胚层的形成、导致腹部化;而抑制 mkp3 则能诱导中胚层的形成、导致胚胎背部化和神经外胚层的后部化。此外,还证明了 Mkp3 调控 Fgf 在中胚层诱导和背腹分化中的作用。
论文目录:
第1章 前言
1.1 斑马鱼作为模式生物在发育生物学研究中的应用
1.1.1 发育生物学发展的历史
1.1.2 斑马鱼作为模式生物的优点
1.1.3 斑马鱼在发育生物学中的应用
1.1.4 斑马鱼早期胚胎的发育
1.2 胚层的形成和分化
1.2.1 早期分裂
1.2.2 三个胚层的形成
1.2.3 中胚层诱导
1.2.4 背腹分化
1.2.5 前后分化
1.3 FGF 信号通路在发育中的作用
1.3.1 FGF 家族成员
1.3.2 Fgf 信号的转导
1.3.3 Fgf 在胚胎发育中的作用
1.3.4 斑马鱼Fgf 和Fgfr 成员及其在胚胎发育中的作用
1.4 FGF 与其它主要信号通路的相互作用
1.4.1 Fgf 与TGF-β信号通路
1.4.2 Fgf 与Wnt 信号通路
1.4.3 Fgf 与Shh 信号通路
1.5 本论文工作的目的和内容
第2章 材料与方法
2.1 斑马鱼品系及其喂养
2.2 FGF178 和MKP3 基因的获得
2.3 基因定位(GENOMIC MAPPING)
2.4 RT-PCR 和PCR
2.4.1 RT-PCR
2.4.2 PCR
2.5 MRNA 的制备和显微注射
2.6 探针的制备和整胚原位杂交
2.6.1 制备探针
2.6.2 整胚原位杂交
2.7 反义吗啉环寡聚核苷酸的设计
2.8 斑马鱼总RNA 的提取及芯片分析
2.8.1 斑马鱼总RNA 的提取
2.8.2 芯片分析
第3章 FGF17B 在胚胎早期发育中的作用
3.1 FGF17B 基因
3.2 FGF17B 的表达谱分析
3.3 FGF17B 的表达受NODAL 信号的调控
3.4 FGF17B 能诱导中胚层的形成
3.5 FGF17B 能通过增强CHORDIN 表达使胚胎背部化
3.6 FGF17B 具有促进神经外胚层后部化的活性
3.7 抑制内源FGF17B 的表达对胚胎发育的影响
3.8 FGF17B 与FGF3、FGF 的活性比较
3.9 可能受FGF17B 调控的下游基因
3.10 小结
第4章 MKP3 在胚胎早期发育中的作用①
4.1 MKP3 基因的获得
4.2 MKP3 的表达谱
4.3 MKP3 的过量表达和抑制对胚胎发育的影响
4.4 MKP3 对FGF 信号的调控
4.5 小结
第5章 结论
参考文献
致谢
声明
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
发布时间: 2006-06-29
参考文献
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