果蝇heixuedian（heix）基因在造血系统中的时空表达和功能研究

发布时间：2017-08-23 07:10

  本文关键词：果蝇heixuedian（heix）基因在造血系统中的时空表达和功能研究

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【摘要】：果蝇heixuedian (heix)基因编码一个潜在的异戊烯转移酶,并且Heix蛋白与人体UBIAD1蛋白有很高的同源性。UBIAD1最早在患有施奈德角膜营养不良(SCCD)的病人中被鉴定出来,这种疾病的临床特点是角膜内出现异常胆固醇和磷脂质沉积而引起进行性角膜混浊和视力缺失。此外,UBIAD1缺失型突变还可能引起一些癌症的发展有关,比如膀胱癌和前列腺癌。有趣的是,UBIAD1/Heix被证明是一种维生素K2生物合成酶。作为一种线粒体电子载体,维生素K2可能与血细胞凝结和帕金森疾病相关(Parkinson's disease)。此外,据报道,UBIAD1还是一种非线粒体CoQ10生物合成酶,并在心血管系统中起着抗氧化的作用。而UBIAD1在不同的细胞系中呈现出不同的亚细胞定位,比如内质网(endoplasmic reticulum,ER),高尔基体(Golgi)和线粒体(mitochondria)。 作为UBIAD1的同源物,早期有报道称heix与果蝇造血系统相关。造血系统在人体和果蝇中对于免疫反应都非常重要。调控造血系统的很多基因和信号通路在昆虫和脊椎动物中非常保守。而提供三种成熟血细胞的果蝇造血系统,起始于两个完全不同的阶段。第一阶段血细胞起源于果蝇胚胎期头部中胚层区域。这个区域定位于果蝇胚胎头部70%-80%体长的位置,随着发育进程推进,这里可以产生两种成熟血细胞,一种是浆细胞(胚胎期巨噬细胞),功能是吞噬和凋亡调控：另一种是含晶细胞,现在功能还不清楚。第二阶段的血细胞发生,来源于幼虫期一个特殊的造血组织,即淋巴腺。它可以产生三种成熟血细胞,第一种是浆细胞(吞噬),第二种是含晶细胞(黑色素化)和第三种叶状细胞(形态扁平如叶状,具有包封功能)。除此之外,果蝇脂肪体在免疫刺激下,可以产生抗菌肽,并在先天免疫中有重要功能。 在本论文中,我们主要利用免疫组化染色和实时定量PCR分析,验证了Heix蛋白在果蝇造血系统中的表达谱和功能。结果显示,果蝇Heix蛋白在胚胎期头部中胚层中,特异性地在以Srp-GFP为标记的血细胞前体中表达。而在三龄期幼虫期,Heix蛋白主要在淋巴腺一球皮质区的含晶细胞中表达。此外,在三龄期幼虫期,Heix在不同组织中与内质网部分共定位,比如淋巴腺,而另有少量的Heix蛋白定位于脂肪体的线粒体中。根据生物信息学分析发现,Heix蛋白是一个属于异戊烯转移酶家族的八次跨膜蛋白。而heix缺失突变会导致淋巴腺过度增大,血细胞过度增殖,叶状细胞异常分化和黑色素瘤的形成。本研究还发现,heix缺失突变可以导致果蝇淋巴腺和脂肪体中线粒体形态异常,这与Vos等人的研究相一致。利用荧光定量PCR技术分析显示,heix缺失突变会导致多种血细胞增殖和免疫相关的信号通路被异常激活,其中包括JAK/STAT, Ras/MAPK, IMD和Toll信号通路。而拯救实验表明,过量表达Heix可以拯救这些heix缺失突变导致的表型。这些结果说明,heix是一种潜在的血癌抑制基因,并且它在果蝇造血细胞增殖/分化过程和免疫反应中起着重要作用。
【关键词】：果蝇 造血系统 heix 黑色素瘤
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q78
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪言10-45
• 1.1 UBIAD1/heix研究进展10-32
• 1.2 果蝇造血系统模型32-41
• 1.3 果蝇工具系统41-43
• 1.4 heix基因的研究意义43-45
• 2 材料与方法45-57
• 2.1 实验材料45-47
• 2.2 实验方法47-57
• 3 实验结果57-89
• 3.1 果蝇heix基因生物信息学分析57-63
• 3.2 heix突变导致果蝇造血系统病变63-67
• 3.3 Heix蛋白在果蝇胚胎头部中胚层的时空表达谱研究67-72
• 3.4 Heix蛋白在果蝇三龄期幼虫组织中的表达谱72-79
• 3.5 Heix蛋白在果蝇三龄期幼虫组织中的亚细胞定位79-86
• 3.6 heix突变导致多种造血系统和免疫调节相关信号通路发生改变86-89
• 4 讨论89-100
• 4.1 果蝇UBIAD1/heix基因的表达谱89-92
• 4.2 heix基因的缺失突变可以导致免疫相关信号通路的异常激活92-94
• 4.3 heix基因是一个潜在的黑色素化瘤的抑制基因94-98
• 4.4 总结98-100
• 致谢100-101
• 参考文献101-121
• 附录 博士期间发表文章121

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1 夏燕;果蝇heixuedian（heix）基因在造血系统中的时空表达和功能研究[D];华中科技大学;2015年

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本文编号：723650