經(jīng)典microRNA途徑在雌性果蠅幼蟲性腺發(fā)育中的功能研究.pdf

1、雌性果蠅幼蟲性腺的形態(tài)建成主要依賴于體細(xì)胞和生殖細(xì)胞兩大細(xì)胞譜系的協(xié)同發(fā)育，這也是成蟲卵巢形成正確數(shù)目的微環(huán)境-生殖干細(xì)胞單元，即卵巢管（ovariole）所必需的。在幼蟲發(fā)育早期，性腺前體細(xì)胞（somatic gonadal precursor）和原始生殖細(xì)胞（primordial germ cell）都進(jìn)行增殖，其中原始生殖細(xì)胞的數(shù)目從胚胎性腺中的12個增加至三齡幼蟲中期的100個左右。從三齡幼蟲中期開始，體細(xì)胞譜系中的端絲細(xì)胞（t

2、erminal filament cell）開啟分化模式，直到三齡幼蟲晚期形成16~20垛端絲。在幼蟲發(fā)育晚期，端絲和由端絲基部誘導(dǎo)的帽細(xì)胞形成體細(xì)胞微環(huán)境。此時，位于微環(huán)境遠(yuǎn)端的原始生殖細(xì)胞啟動分化并形成生殖系胞囊。許多研究已經(jīng)證明，在幼蟲發(fā)育過程中，蛻皮激素（ecdysone）、胰島素（insulin）、激活素（activin）、BMP和 EGFR信號通路所組成的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)性腺中體細(xì)胞和生殖細(xì)胞兩大細(xì)胞譜系的發(fā)育。毫無疑問，研究并

3、發(fā)現(xiàn)參與這一過程的更多基因或調(diào)控機(jī)制將有助于闡明該性腺發(fā)育的內(nèi)在機(jī)理。
　　經(jīng)典MicroRNA（miRNA）途徑負(fù)責(zé)miRNA的生成及其功能行使，進(jìn)而在細(xì)胞及生物學(xué)過程中起重要作用。已知該途徑核心組分 Ago-1、Dcr-1、Drosha和 Pasha是果蠅卵母細(xì)胞形成和生殖細(xì)胞分裂所必須的，而Dcr-1、Loqs和Ago-1又調(diào)控了果蠅卵巢生殖干細(xì)胞的細(xì)胞命運(yùn)。為探討經(jīng)典miRNA途徑在雌蠅幼蟲性腺發(fā)育中的可能作用及其機(jī)理，我

4、們開展了相關(guān)基因突變遺傳分析及分子檢測研究。結(jié)果表明，drosha或pasha基因的功能失活突變在三齡幼蟲晚期之前會導(dǎo)致生殖干細(xì)胞的前體細(xì)胞，即原始生殖細(xì)胞的增殖缺陷，同時促進(jìn)三齡幼蟲晚期原始生殖細(xì)胞的分化。進(jìn)一步的研究證實(shí)，Drosha和Pasha同時以細(xì)胞自治性和細(xì)胞非自治性的方式調(diào)控原始生殖細(xì)胞的分化，而根據(jù)分子及遺傳學(xué)研究推論Drosha和Pasha在原始生殖細(xì)胞分化調(diào)控上的作用至少部分涉及獨(dú)立于BMP/Bam的分子機(jī)制。與此同

5、時，Drosha或Pasha的功能喪失會擾亂性腺體細(xì)胞譜系的發(fā)育，不僅導(dǎo)致端絲形成缺陷，還影響早期幼蟲時期端絲前體細(xì)胞的積累（增殖）。此外，我們同步檢測了經(jīng)典miRNA途徑中其他核心因子的基因突變表型，經(jīng)比較分析發(fā)現(xiàn)，Dcr-1、Loqs和Ago1具有類似于上述Drosha和Pasha突變系列表型，即性腺生殖細(xì)胞和體細(xì)胞譜系發(fā)育均發(fā)生缺陷。上述結(jié)果提示經(jīng)典miRNA途徑在幼蟲性腺發(fā)育過程中具有重要的調(diào)控作用。鑒于經(jīng)典miRNA途徑在mi

6、RNA生成中的關(guān)鍵作用，本研究還對性腺發(fā)育可能涉及的功能性miRNA進(jìn)行了分析鑒定?；谖㈥嚵行酒治龅母咄亢Y查及遺傳學(xué)分析研究發(fā)現(xiàn)，雌蠅幼蟲性腺組織中存在一組包括 miR-8、miR-14、miR-33、miR-184、miR-317和 let-7-C在內(nèi)的功能性 miRNA分子，該組 miRNA的生成受Drosha控制，miRNA基因突變可導(dǎo)致性腺中兩大細(xì)胞譜系發(fā)育的異常。
　　綜上，本研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)典miRNA途徑在雌蠅幼蟲性