小分子化合物组合重编程小鼠胚胎成纤维细胞为胚外内胚层样细胞
发布时间：2022-01-22 20:41
利用小分子化合物已成功实现了体细胞向诱导多潜能干细胞（induced pluripotent stem cells,iPSCs）的转变,经证实在该过程中产生了一种不可缺少的中间阶段细胞,即化学诱导胚外内胚层样细胞（chemical induced extraembryonic endoderm-like,ciXEN）,它们在基因表达模式和分化潜能上与胚胎源性胚外内胚层细胞（embryo-derived extraembryonic endoderm,eXEN）极为相似。但是ciXEN细胞的其它生物学特性和小分子化合物对ciXEN细胞体外维持培养的影响还尚未有系统性报道。本研究以小鼠胚胎成纤维细胞（mouse embryonic fibroblasts,MEFs）为起始细胞,利用小分子化合物组合,获得无外源基因整合的ciXEN细胞;通过基因组测序、qPCR分析、免疫荧光、悬滴培养和代谢模式分析等验证ciXEN细胞的生物学特性;此外,通过去除培养液中的小分子化合物和bFGF验证其对ciXEN细胞体外维持培养的影响。1.利用小分子化合物组合重编程MEFs获得ciXEN细胞不同数量起始细胞经小...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
小鼠胚胎发育早期细胞谱系特化流程图
吉林大学博士学位论文10附图2XEN细胞来源途径简图2.5XEN细胞与CR间的联系PrE和EPI共存于ICM中。研究指出源于PrE的XEN细胞在体内能自发转变成具有多能的EPI[75]，在小鼠囊胚中这种细胞命运的转变是由FGF/ERK通路调控[76]。还有研究指出PSCs和XEN细胞在基因表达谱上存在着重叠现象，如它们都表达基因Sall4和Lin28a[77]。另外，XEN细胞拥有独特的基因表达谱，如高水平表达Gata6/4、Sox17、Foxa2和Sox7等，并且研究结果已证实异位过表达这些TFs能由PSCs中获得XEN细胞[17,61,65,66]，也进一步表明这些TFs对XEN细胞命运具有决定性作用。除了控制XEN细胞的生物学特性外，这些谱系特异性TFs如Gata4或Gata3能分别作为先驱因子和前导因子打开由于表观遗传修饰而处于抑制状态的多能性基因致密的染色质位点[78]。Gata4和Gata6已被证实能替代OCT4在重编程产生iPSCs中的作用[79,80]。XEN标记基因与多潜能相关基因间还存在相互拮抗作用，如Sox17和Sox2以及Gata6和Nanog间的竞争关系[66,81,82]，而Tbx3和Prdm14可以直接抑制XEN基因的表达而阻断ESCs向XEN细胞分化[83]。此外，Sall4对ESCs和XEN细胞命运调控中具有双向作用。在ESCs中，Sall4与Oct4、Sox2和Nanog相互作用共同构成多潜能性基因调控网络（generegulationnetworks，GRNs）进而维持ESCs的多能性[26]。而在XEN细胞中，Sall4能直接调控XEN细胞基因的表达，且Sall4缺失的同时XEN细胞丧失了自我更
第1篇文献综述21条件也影响着MET，如生长在微槽基板或软凝胶上的MEFs更易进行CR[181,182]。此外，细胞骨架重塑在CR中也发挥重要作用，参与细胞骨架调控的丝/苏氨酸激酶中睾丸特异性蛋白激酶1（testis-specificproteinkinase1，TESK1）和LIM域激酶2（LIMdomainkinase2，Limk2）的敲低同样能促进MET，并提高人成纤维细胞重编程效率[183]。CR中发生一系列动态表观遗传变化，包括DNA甲基化和组蛋白修饰，而MET也受表观遗传的调控。MEFs中TET1/2/3同时敲除扰乱了DNA的去甲基化不能实现CR[184]。此外，Tet1/2/3还可活化miR-200家族成员，继而促进MET的发生[184]。而组蛋白H3K36去甲基化酶Kdm2a/2b能促进MET的发生进而增强CR[185]，更重要的是抑制组蛋白H3K79甲基转移酶DOT1L可下调间质基因表达从而提高重编程效率[157]。卟啉334作为一种真菌霉素样氨基酸，可通过激活H3K4me3来调控CR过程中的MET，进而提高CR效率[186]。研究还发现脂质已成为决定细胞命运的关键因素，磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine，PHE）在体细胞重编程的早期合成增多，其能通过增强PHE结合蛋白1（PHEbindingprotein1，PEBP1）与IκB激酶α（IκBkinaseα，IKKα）和IKKβ间的相互作用来抑制核转录因子κB（nuclearfactorκB，NF-κB），进而加速MET的进程和促进多潜能性的获得[187]。因此，MET在CR中的重要性促使我们在重编程产生ciXEN细胞的小分子化合物组合中引入了促进MET发生的小分子化合物CHIR99021和RepSOX等。附图3CR过程中的MET
【参考文献】：
期刊论文
[1]Variations in mesenchymal-epithelial transition-related transcription factors during reprogramming of somatic cells from different germ layers into iPSCs[J]. Xiaoyin Lu,Yukai Wang,Long Yan,Libin Wang,Wei Li,Hongmei Wang. Journal of Genetics and Genomics. 2016(10)
本文编号：3602869
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
小鼠胚胎发育早期细胞谱系特化流程图
吉林大学博士学位论文10附图2XEN细胞来源途径简图2.5XEN细胞与CR间的联系PrE和EPI共存于ICM中。研究指出源于PrE的XEN细胞在体内能自发转变成具有多能的EPI[75]，在小鼠囊胚中这种细胞命运的转变是由FGF/ERK通路调控[76]。还有研究指出PSCs和XEN细胞在基因表达谱上存在着重叠现象，如它们都表达基因Sall4和Lin28a[77]。另外，XEN细胞拥有独特的基因表达谱，如高水平表达Gata6/4、Sox17、Foxa2和Sox7等，并且研究结果已证实异位过表达这些TFs能由PSCs中获得XEN细胞[17,61,65,66]，也进一步表明这些TFs对XEN细胞命运具有决定性作用。除了控制XEN细胞的生物学特性外，这些谱系特异性TFs如Gata4或Gata3能分别作为先驱因子和前导因子打开由于表观遗传修饰而处于抑制状态的多能性基因致密的染色质位点[78]。Gata4和Gata6已被证实能替代OCT4在重编程产生iPSCs中的作用[79,80]。XEN标记基因与多潜能相关基因间还存在相互拮抗作用，如Sox17和Sox2以及Gata6和Nanog间的竞争关系[66,81,82]，而Tbx3和Prdm14可以直接抑制XEN基因的表达而阻断ESCs向XEN细胞分化[83]。此外，Sall4对ESCs和XEN细胞命运调控中具有双向作用。在ESCs中，Sall4与Oct4、Sox2和Nanog相互作用共同构成多潜能性基因调控网络（generegulationnetworks，GRNs）进而维持ESCs的多能性[26]。而在XEN细胞中，Sall4能直接调控XEN细胞基因的表达，且Sall4缺失的同时XEN细胞丧失了自我更
第1篇文献综述21条件也影响着MET，如生长在微槽基板或软凝胶上的MEFs更易进行CR[181,182]。此外，细胞骨架重塑在CR中也发挥重要作用，参与细胞骨架调控的丝/苏氨酸激酶中睾丸特异性蛋白激酶1（testis-specificproteinkinase1，TESK1）和LIM域激酶2（LIMdomainkinase2，Limk2）的敲低同样能促进MET，并提高人成纤维细胞重编程效率[183]。CR中发生一系列动态表观遗传变化，包括DNA甲基化和组蛋白修饰，而MET也受表观遗传的调控。MEFs中TET1/2/3同时敲除扰乱了DNA的去甲基化不能实现CR[184]。此外，Tet1/2/3还可活化miR-200家族成员，继而促进MET的发生[184]。而组蛋白H3K36去甲基化酶Kdm2a/2b能促进MET的发生进而增强CR[185]，更重要的是抑制组蛋白H3K79甲基转移酶DOT1L可下调间质基因表达从而提高重编程效率[157]。卟啉334作为一种真菌霉素样氨基酸，可通过激活H3K4me3来调控CR过程中的MET，进而提高CR效率[186]。研究还发现脂质已成为决定细胞命运的关键因素，磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine，PHE）在体细胞重编程的早期合成增多，其能通过增强PHE结合蛋白1（PHEbindingprotein1，PEBP1）与IκB激酶α（IκBkinaseα，IKKα）和IKKβ间的相互作用来抑制核转录因子κB（nuclearfactorκB，NF-κB），进而加速MET的进程和促进多潜能性的获得[187]。因此，MET在CR中的重要性促使我们在重编程产生ciXEN细胞的小分子化合物组合中引入了促进MET发生的小分子化合物CHIR99021和RepSOX等。附图3CR过程中的MET
【参考文献】：
期刊论文
[1]Variations in mesenchymal-epithelial transition-related transcription factors during reprogramming of somatic cells from different germ layers into iPSCs[J]. Xiaoyin Lu,Yukai Wang,Long Yan,Libin Wang,Wei Li,Hongmei Wang. Journal of Genetics and Genomics. 2016(10)
本文编号：3602869
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