猪iPSCs中miRNA-mRNA调控网络分析及其关键miRNAs参与多能性调控的机制研究
发布时间：2021-08-04 03:11
诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells,iPSCs）是一类具有自我更新和多向分化潜能的多能干细胞。同胚胎干细胞相比,它不仅具有广泛的细胞来源,还避免了伦理道德和免疫排斥问题,在细胞治疗和组织再生等方面具有广阔的应用前景。同小鼠或者人的iPSCs相比较,目前已报道建系的猪iPSCs还存在很多缺陷,深入研究猪iPSCs的分子调控机制,对猪iPSCs的建系和完善培养条件具有重要的意义。本研究通过分析mRNA-seq和miRNA-seq数据,筛选出调控关键多能基因的miRNAs,并研究其对猪iPSCs的调控作用,为优化猪iPSCs的诱导体系,获得原始态（Na?ve state）猪iPSCs提供新的思路。具体研究内容和结果如下:1.MiRNA和mRNA联合分析我们对三种不同培养条件下产生的猪iPSCs,包括piPS-L,piPS-F和piPS-LF,进行了miRNA测序,得到了165个特异表达的miRNAs。通过预测这些miRNAs的靶向mRNA,并通过GO和KEGG分析,发现部分靶向mRNA与干细胞多能性表达调控相关联。然后,对上述三种细胞的mRNA-se...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
原始态和激发态多能干细胞的培养条件和特性
西北农林科技大学博士学位论文4(Jouneau2019)图1-2小鼠多能干细胞的演化Fig1-2Derivationofmousepluripotentcells1.1.3诱导多能干细胞诱导多能干细胞是一种通过成熟体细胞直接诱导重编程获得的多能干细胞，它具有和胚胎干细胞类似的生物学特性，包括细胞形态，基因表达，表观遗传修饰，增殖能力和分化潜能等。和胚胎干细胞相比，诱导多能干细胞的供体细胞广泛，同时避免了免疫排斥和伦理问题，因此，在细胞治疗和组织再生等临床应用方面更加具有优势。多能性诱导的发现主要包括三个方面，（1）：体细胞核移植（Somaticcellnucleartransfer,SCNT）证明了已分化细胞依然保留有与早期胚胎相同的遗传信息；（2）：科学技术的发展让人们可以获得，培养以及研究不同的多能干细胞系；（3）发现了转录因子是决定细胞命运的关键因素。2006年，Takahashi等将外源多能转录因子Oct4，Sox2，Klf4和c-Myc导入小鼠成纤维细胞，获得了和ESCs形态相似的克隆，他们命名为诱导多能干细胞。初代的iPSCs属于部分重编程细胞，它们可以表达部分多能基因，包括Ssea-1和Nanog，可以形成畸胎瘤，也可以进行胚胎嵌合。但是和ESCs相比，仍然存在一些缺陷，比如部分重要的多能基因表达比较低，Oct4启动子区没有完全去甲基化，无法进行生殖系嵌合等。IPS技术发展的早期，iPSCs除了多能性较低外，重编程的效率也比较低，大概只有0.02%左右(TakahashiandYamanaka2006,Takahashi,Tanabeetal.2007)。随后，科学家们对iPS技术进行了改进，首先是提高重编效率。通过选择多能性起点更高的供体细胞，增加或者替换多能转录因子，添加小分子化合物等办法提高
西北农林科技大学博士学位论文6得重置，核心多能通路被激活等(Meissner,Wernigetal.2007,Smith,Nachmanetal.2010,Buganim,Faddahetal.2012,Golipour,Davidetal.2012,Hansson,Rafieeetal.2012,Polo,Anderssenetal.2012)。(Buganim,Faddahetal.2013)图1-3细胞重编程精英模型Fig1-3Theelitemodelofcellularreprogramming1.3.2细胞重编程的诱导方式为了提高诱导效率，降低iPSCs的致瘤性，人们对外源因子的导入方式进行了改进（图1-4）。目前，主要的诱导重编程方式有以下四种：整合病毒转染：在早期研究中，各种病毒载体，包括逆转录病毒载体和慢病毒载体，被用来传递和转导重编程因子，并且逐步提高重编程效率。不幸的是，转录因子的病毒整合可能引起相应基因组的改变，包括Klf4和c-Myc的致癌变化，这些风险使得病毒整合系统的诱导方式不适合临床应用(TakahashiandYamanaka2006,MaheraliandHochedlinger2008)。因此，推进iPS技术的关键是建立高效的非病毒传递系统，将重编程因子导入体细胞。非整合病毒转染：2015年，Schlaeger等分析比较了三种最突出的非整合重编程系统，它们可以用于人iPSCs的诱导。这三个系统分别是仙台病毒重编程、外染色体重编
本文编号：3320884
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
原始态和激发态多能干细胞的培养条件和特性
西北农林科技大学博士学位论文4(Jouneau2019)图1-2小鼠多能干细胞的演化Fig1-2Derivationofmousepluripotentcells1.1.3诱导多能干细胞诱导多能干细胞是一种通过成熟体细胞直接诱导重编程获得的多能干细胞，它具有和胚胎干细胞类似的生物学特性，包括细胞形态，基因表达，表观遗传修饰，增殖能力和分化潜能等。和胚胎干细胞相比，诱导多能干细胞的供体细胞广泛，同时避免了免疫排斥和伦理问题，因此，在细胞治疗和组织再生等临床应用方面更加具有优势。多能性诱导的发现主要包括三个方面，（1）：体细胞核移植（Somaticcellnucleartransfer,SCNT）证明了已分化细胞依然保留有与早期胚胎相同的遗传信息；（2）：科学技术的发展让人们可以获得，培养以及研究不同的多能干细胞系；（3）发现了转录因子是决定细胞命运的关键因素。2006年，Takahashi等将外源多能转录因子Oct4，Sox2，Klf4和c-Myc导入小鼠成纤维细胞，获得了和ESCs形态相似的克隆，他们命名为诱导多能干细胞。初代的iPSCs属于部分重编程细胞，它们可以表达部分多能基因，包括Ssea-1和Nanog，可以形成畸胎瘤，也可以进行胚胎嵌合。但是和ESCs相比，仍然存在一些缺陷，比如部分重要的多能基因表达比较低，Oct4启动子区没有完全去甲基化，无法进行生殖系嵌合等。IPS技术发展的早期，iPSCs除了多能性较低外，重编程的效率也比较低，大概只有0.02%左右(TakahashiandYamanaka2006,Takahashi,Tanabeetal.2007)。随后，科学家们对iPS技术进行了改进，首先是提高重编效率。通过选择多能性起点更高的供体细胞，增加或者替换多能转录因子，添加小分子化合物等办法提高
西北农林科技大学博士学位论文6得重置，核心多能通路被激活等(Meissner,Wernigetal.2007,Smith,Nachmanetal.2010,Buganim,Faddahetal.2012,Golipour,Davidetal.2012,Hansson,Rafieeetal.2012,Polo,Anderssenetal.2012)。(Buganim,Faddahetal.2013)图1-3细胞重编程精英模型Fig1-3Theelitemodelofcellularreprogramming1.3.2细胞重编程的诱导方式为了提高诱导效率，降低iPSCs的致瘤性，人们对外源因子的导入方式进行了改进（图1-4）。目前，主要的诱导重编程方式有以下四种：整合病毒转染：在早期研究中，各种病毒载体，包括逆转录病毒载体和慢病毒载体，被用来传递和转导重编程因子，并且逐步提高重编程效率。不幸的是，转录因子的病毒整合可能引起相应基因组的改变，包括Klf4和c-Myc的致癌变化，这些风险使得病毒整合系统的诱导方式不适合临床应用(TakahashiandYamanaka2006,MaheraliandHochedlinger2008)。因此，推进iPS技术的关键是建立高效的非病毒传递系统，将重编程因子导入体细胞。非整合病毒转染：2015年，Schlaeger等分析比较了三种最突出的非整合重编程系统，它们可以用于人iPSCs的诱导。这三个系统分别是仙台病毒重编程、外染色体重编
本文编号：3320884
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