定向肝細胞分化及相關基因表達調控.pdf

1、終末期肝病(Endstageliverdisease，ESLD)是很多肝臟疾病的終末狀態(tài)，預后較差，肝移植是目前治療ESLD的首選治療方案，但供肝不足和免疫排斥是影響肝移植治療的難題。干細胞是一類具有自我更新和多向分化潛能的原始細胞，能為細胞移植和生物人工肝提供充足的高活力的干細胞及終末分化的肝細胞而有望用于ESLD的治療。
　　 肝細胞核因子4a(hepatocytenuclearfactor4a，HNF4α)是一個分子量為5

2、4KD的鋅指蛋白，HNF4a在肝臟高表達，能與40余種靶基因的啟動子和和增強子相互作用以調控肝細胞功能相關基因表達，參與糖、脂肪酸、膽固醇的代謝，肝臟解毒、膽汁酸代謝和蛋白合成等。HNF4α影響著肝細胞重要生物學功能，是肝臟發(fā)育和肝細胞分化的重要調控者，深入了解HNF4α的生物學特性及其調控網(wǎng)絡，對提高肝細胞功能、優(yōu)化肝細胞分化及治療肝臟疾病具有重要意義。
　　 小泛素相關修飾物(smallubiquitin-relatedmo

3、difier，SUMO)是一種結構上與泛素相似，廣泛存在于真核生物的高度保守的小蛋白家族，在脊椎動物中有3個成員SUMO-1，SUMO-2和SUMO-3。SUMO2和SUMO3具有形成多聚SUMO鏈的特性，大量研究表明SUMO化作為一種重要的多功能的蛋白質翻譯后修飾方式，在胚胎發(fā)育及胚胎干細胞向肝細胞分化的過程中發(fā)揮了重要作用。泛素(Ubiquitin)是一類低分量的蛋白質，泛素化在蛋白質的定位、代謝、功能、調節(jié)和降解中都起著十分重要的

4、作用。研究表明SUMO化修飾可以通過與泛素競爭底物的相同賴氨酸殘基位點，進而拮抗底物由泛素化修飾所介導的蛋白酶體降解。
　　 我們對人胚胎干細胞(humanembronicstemcells，hESCs)及HNF4α的SUMO化翻譯后修飾已有多年的研究基礎，本課題以人胚胎干細胞為研究模型，通過觀察HNF4a和肝細胞相關功能蛋白在hESCs向肝細胞分化發(fā)育過程中不同發(fā)育階段的表達情況，進一步證實HNF4a基因的表達水平與肝細胞生物

5、學功能基因表達密切相關；通過研究肝細胞去分化過程中及不同發(fā)育階段的肝臟組織中HNF4a與SUMO的變化，初步闡釋HNF4a的SUMO化修飾對肝細胞分化和功能影響的機制。
　　 結果顯示HNF4a在正常成熟的肝細胞中表達最高，肝細胞生物學功能基因如白蛋白、細胞色素氧化酶、甲狀腺激素結合蛋白、甲胎蛋白、纖維連接蛋白等的表達水平與HNF4a的表達密切相關。WesternBlotting觀察到肝細胞去分化過程中HNF4a、SUM02的表

6、達逐漸降低，與RNF4的降低高度吻合；此外采用不同發(fā)育階段的胚胎肝臟以及成人肝臟組織免疫組織化學染色，發(fā)現(xiàn)在成人肝臟組織中SUMO2、RNF4高表達，而T1、T2胚胎肝臟組織中幾乎無表達。
　　 本研究顯示HNF4a是調控肝細胞分化和維護肝細胞生物學功能的重要轉錄蛋白；結合我們前期研究發(fā)現(xiàn)SUMO2通過SUMO化調控HNF4a的穩(wěn)定性而影響肝細胞功能相關基因的表達，其在肝細胞分化過程中的調控作用可能通過競爭性抑制RNF4介導的泛