小鼠胚胎干細(xì)胞向神經(jīng)、肌肉分化的初步研究.pdf

1、小鼠胚胎干細(xì)胞(mouseembryonicstemcells)是來(lái)源于早期胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(innercellmass)的細(xì)胞，它被移植到體內(nèi)或是在體外培養(yǎng)條件下能分化成三個(gè)胚層中的各種類型的細(xì)胞。由于它將來(lái)有可能用于治療某些人類疾病，因而對(duì)于胚胎干細(xì)胞定向分化成各種特定細(xì)胞的機(jī)制和信號(hào)通路研究就顯得尤為重要，特別是胚胎干細(xì)胞分化成肌肉、神經(jīng)的研究更是一個(gè)重點(diǎn)。為了了解白血病抑制因子(Leukemiainhibitoryfactor)LI

2、F和p53在胚胎干細(xì)胞分化成神經(jīng)、肌肉過(guò)程中的功能，我們采用小鼠胚胎干細(xì)胞分別用多種方法對(duì)這兩個(gè)方面進(jìn)行初步探索。 第一部分多效細(xì)胞因子白血病抑制因子(Leukemiainhibitoryfactor,LIF)被人們廣泛地用于維持小鼠胚胎干細(xì)胞全能性(pluripotency)的培養(yǎng)中。然而，也有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在無(wú)血清和無(wú)飼養(yǎng)層細(xì)胞的培養(yǎng)條件下，單單LIF是不足以維持干細(xì)胞的自我更新(self-renewal)以及阻止胚胎干細(xì)胞

3、的神經(jīng)元樣(neuronal)方向分化；將胚胎干細(xì)胞用極低密度的方法培養(yǎng)在無(wú)血清培養(yǎng)基中，胚胎干細(xì)胞被認(rèn)為能夠以default-model方式生成神經(jīng)球(neurosphere)，在這一過(guò)程中LIF信號(hào)通路被認(rèn)為可能支持了細(xì)胞的生存。但是，是否LIF信號(hào)通路促進(jìn)了胚胎干細(xì)胞向神經(jīng)分化是不清楚的，因此，本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱颂剿鱈IF是否在胚胎干細(xì)胞向神經(jīng)元樣方向分化過(guò)程中發(fā)揮了作用。我們的實(shí)驗(yàn)表明在各種干細(xì)胞神經(jīng)分化條件下，LIF促進(jìn)了胚胎干

4、細(xì)胞向神經(jīng)元樣命運(yùn)方向的轉(zhuǎn)換(conversion)；通過(guò)對(duì)LIF信號(hào)通路下游JAK/STAT3的抑制導(dǎo)致胚胎干細(xì)胞趨向于分化成表達(dá)GFAP的膠質(zhì)樣細(xì)胞(glial)，而抑制LIF信號(hào)通路的另外一條下游信號(hào)通路MEK則導(dǎo)致胚胎干細(xì)胞趨向于分化成神經(jīng)元樣命運(yùn)(neuronal)；LIF促進(jìn)了胚胎干細(xì)胞分化成神經(jīng)前體，抑制了胚胎干細(xì)胞向胚外內(nèi)胚層(extraembryonicendoderm)和中胚層(mesoderm)命運(yùn)的決定(comm

5、itment)；與此同時(shí)，在這個(gè)過(guò)程中，LIF抑制了細(xì)胞調(diào)亡和支持細(xì)胞增殖。因此，我們實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明LIF信號(hào)通路促進(jìn)了胚胎干細(xì)胞向神經(jīng)命運(yùn)的轉(zhuǎn)換。 第二部分p53基因廣泛地表達(dá)在各種胚胎組織、器官和腫瘤中。在一些基因敲除的胚胎中，p53-/-能夠拯救由于基因敲除導(dǎo)致的胚胎缺陷表型。但是，我們不知道p53是否參與了胚胎早期發(fā)育中的肌肉(myogenesis)和神經(jīng)命運(yùn)決定(neurogenesis)過(guò)程。我們利用RNAi技術(shù)穩(wěn)定地

6、下調(diào)胚胎干細(xì)胞中p53的表達(dá)，并且用獨(dú)立于p53-RNAi轉(zhuǎn)錄的GFP進(jìn)行標(biāo)記。在用經(jīng)典的視黃酸(RA)誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞分化成肌肉、神經(jīng)的模型中，我們探討了p53在胚胎干細(xì)胞神經(jīng)、肌肉發(fā)生中的作用。在RA誘導(dǎo)處理p53-RNAi的干細(xì)胞中，我們發(fā)現(xiàn)胚胎干細(xì)胞更容易分化成大量的肌肉前體細(xì)胞，而幾乎沒(méi)有生成神經(jīng)元樣細(xì)胞。我們的結(jié)果表明p53確實(shí)參與了胚胎干細(xì)胞神經(jīng)、肌肉發(fā)生，并為今后對(duì)RA和p53信號(hào)通路在肌肉、神經(jīng)生成中的作用機(jī)制研究提供了