核糖體生成因子Ltv1在斑馬魚中的功能研究.pdf

1、核糖體幾乎存在于所有細胞中，作為蛋白質合成的場所，核糖體是一切細胞活動的基礎。核糖體的合成是一個復雜而又相當消耗能量的過程。在真核細胞中，核糖體的合成需要三種RNA聚合酶，四種核糖體RNA（rRNA），約70種小核仁RNA（snoRNA），82種核糖體蛋白和超過200種的非核糖體蛋白。遺傳突變導致核糖體合成過程紊亂會導致一系列的疾病，人們將這一類疾病稱為核糖體病。盡管所有核糖體病都有核糖體合成過程的異常，但是它們卻表現(xiàn)出不同的臨床癥狀，

2、致病機制以及潛在的治療方法。核糖體病的癥狀常常包括消化器官與顱面軟骨缺陷，血細胞異常以及易發(fā)癌癥等。為了研究核糖體病的機制，人們建立了很多相關的動物模型。斑馬魚作為一種研究胚胎早期發(fā)育的理想模式動物，越來越多地被應用于核糖體病機制的研究。研究者在斑馬魚中構建了很多尚未在人類核糖體病中檢測到的核糖體相關基因的突變模型，為核糖體病的鑒定提供了新的參考基因同時也為核糖體病的機制的研究與治療方案的篩選提供了重要的研究載體。
　　Ltv1是

3、一種非核糖體蛋白，參與40s核糖體亞基的運輸。在酵母，果蠅和人類細胞系中， ltv1缺陷會導致18s rRNA加工過程的異常。酵母中缺失ltv1會導致細胞的生長受到抑制。在果蠅中敲除 ltv1會導致果蠅幼蟲的發(fā)育阻滯并在幼蟲期死亡。這些研究都表明 ltv1是一個功能保守的核糖體合成相關的基因。但是目前關于 ltv1在脊椎動物的發(fā)育過程中的功能的研究較少。
　　我們利用CRISPR/Cas9技術在斑馬魚中敲除了ltv1，獲得了兩種突

4、變類型ltv1Δ7和ltv1Δ14。ltv1-/-突變體中的18s rRNA加工過程異常，這表明了ltv1在rRNA加工中功能的保守性。觀察發(fā)現(xiàn)，5dpf時ltv1-/-突變體表現(xiàn)出頭部稍小，心包水腫，魚鰾不能充氣，腸道不能回轉以及卵黃吸收不良的表型。由于很多核糖體病患者都表現(xiàn)出消化器官缺陷，顱面骨骼以及血液系統(tǒng)異常等癥狀，因此，我們著重觀察了ltv1-/-突變體在這三個方面的表型。研究發(fā)現(xiàn)，ltv1-/-突變體的顱面軟骨中的麥克爾軟骨

5、變小，顎方骨變彎并且角舌骨和5對角腮骨全部缺失。在消化器官中，ltv1-/-突變體的肝臟，腸道和外分泌胰腺表現(xiàn)出明顯的發(fā)育不良。肝臟發(fā)育的起始與細胞分化并不受影響。在血液細胞中，ltv1-/-突變體的永久造血中的各種血液細胞包括造血干細胞前體細胞（HSPC），紅細胞，巨噬細胞，嗜中性粒細胞和淋巴細胞都顯著減少，而原始造血中紅細胞前體和髓系細胞前體并不受影響。這些表型都與核糖體病的癥狀相似。進一步分析表明ltv1-/-突變體外分泌胰腺和H

6、SPC的缺陷是由于外分泌胰腺前體細胞以及HSPC的增殖減少導致的，而凋亡水平在 ltv1-/-突變體中沒有明顯變化。很多核糖體病的動物模型都報道了p53參與的機制，而在ltv1-/-突變體中，p53的靶基因Δ113p53和p21表達明顯上升，但是下調p53卻不能挽救ltv1-/-突變體的表型。
　　綜上所述，我們構建了ltv1-/-的斑馬魚突變體，并驗證了ltv1在18s rRNA加工中的保守作用，同時揭示了 ltv1對于消化器官