当前位置:主页 > 医学论文 > 肿瘤论文 >

Oct4翻译后修饰调控多能干细胞自我更新和定向分化的机理研究

发布时间:2018-03-14 07:28

  本文选题:多能干细胞 切入点:自我更新 出处:《浙江大学》2015年博士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:胚胎干细胞和胚胎癌细胞因具有多向分化的潜能而被统称多能干细胞,其自我更新及多能性受各种转录因子、表观调控因子及相关信号通路共同调控。这些多能干细胞在体外培养条件下被诱导分化的分子机制与胚胎早期发育类似,已被作为模型广泛用于早期胚胎发育研究。实现对细胞分化调控机制的全面解析,将有力推动干细胞生物学、发育生物学和再生医学等的发展。OCT4是胚胎发育过程中的核心转录因子,它能调节细胞的多能性和命运决定,参与调控胚胎发育过程中三胚层的形成。Oct4的功能很大程度取决于它的蛋白水平。Oct4蛋白水平的改变会影响它与其它蛋白的互作以及与DNA的结合。有研究报道Oct4蛋白上特定位点的翻译后修饰(如SUMO化、磷酸化或泛素化)会显著影响Oct4蛋白的生物学功能,但Oct4蛋白的翻译后修饰又是受什么信号通路调控,以及这些修饰是如何影响Oct4对靶基因选择性调控的机制仍不明了。近期有研究显示蛋白激酶Akt也是调控胚胎干细胞自我更新能力的重要因子。本论文工作揭示Akt在胚胎癌细胞中能促进Oct4-T235位点磷酸化,未磷酸化的Oct4结合在AKT1启动子上抑制其转录,而Akt介导的Oct4磷酸化会激活AKT1的转录。Oct4-T235位点磷酸化修饰能促进胚胎癌细胞的自我更新,并抑制细胞向外胚层分化。Oct4-Sox2蛋白复合物是维持多能干细胞自我更新和多能性的关键因子。有研究发现Oct4蛋白在SUMO化后,Oct4-Sox2异二聚体的结合被破坏.然而 Oct4-Sox2互作的位点及该互作在细胞分化过程中的动态变化仍不清楚。本论文工作揭示了Oct4蛋白上高度保守的K156位点与D212形成分子间盐桥来稳定Oct4蛋白POU结构域的空间构象,从而加强Oct4-Sox2的结合。当K156被修饰或突变时(比如在膀胱癌患者组织样本中发现的K156N突变),K156-D212分子间盐桥的形成受阻,从而影响Oct4-Sox2异二聚体形成。在细胞中Oct4-K156N会减少Oct4与Sox2的结合,显著抑制受Oct4-Sox2二元调控的下游干性基因的转录,同时促进中内胚层分化基因的表达,并且可通过上调SNAIL家族基因的表达,来促进EMT过程。综上所述,本论文工作证明Oct4蛋白上特定位点的翻译后修饰或突变会通过调节其转录活性、蛋白互作、蛋白稳定性等,协同调控多能干细胞的自我更新、定向分化和癌变增殖等过程。
[Abstract]:Embryonic stem cells and embryonic cancer cells are commonly known as pluripotent stem cells because of their potential for multidifferentiation. Their self-renewal and pluripotency are subject to various transcription factors. These pluripotent stem cells are induced to differentiate in vitro through a molecular mechanism similar to that of early embryonic development. Has been widely used as a model for early embryonic development research. To achieve a comprehensive understanding of the mechanism of cell differentiation regulation will have the power to promote stem cell biology, Development of Developmental Biology and Regenerative Medicine .OCT4 is the core transcription factor in embryonic development, which regulates the pluripotency and fate of cells. The function of participating in regulating the formation of tridermal layer. Oct4 depends largely on its protein level. Oct4 protein level changes will affect its interaction with other proteins and binding with DNA. It has been reported that Oct4 protein. Post translational modification (E. g., SUMO) at specific sites, Phosphorylation or ubiquitin can significantly affect the biological function of Oct4 protein, but the posttranslational modification of Oct4 protein is regulated by what signaling pathway. It is still unclear how these modifications affect the selective regulation of target genes by Oct4. Recent studies have shown that protein kinase Akt is also an important factor in regulating the self-renewal ability of embryonic stem cells. This work reveals that Akt is also an important factor in the self-renewal of embryonic stem cells. In embryonic cancer cells, phosphorylation of Oct4-T235 sites is promoted. Unphosphorylated Oct4 binds to the AKT1 promoter to inhibit its transcription, while Oct4 phosphorylation mediated by Akt activates the phosphorylation of AKT1 at .Oct4-T235 site, which promotes the self-renewal of embryonic cancer cells. Inhibiting the differentiation of cells into ectoderm. Oct4-Sox2 protein complex is the key factor to maintain the self-renewal and pluripotency of pluripotent stem cells. Some studies have found that the binding of Oct4-Sox2 heterodimer of Oct4 protein was destroyed after SUMO. However, Oct4-Sox2 interacted. The dynamic changes of the site and the interaction in the process of cell differentiation are still unclear. In this work, it is revealed that the highly conserved K156 site on the Oct4 protein forms an intermolecular salt bridge with D212 to stabilize the spatial conformation of the POU domain of the Oct4 protein. When K156 is modified or mutated (such as K156N mutation found in bladder cancer tissue samples), the formation of intermolecular salt bridge of K156-D212 is blocked, which affects the formation of Oct4-Sox2 heterodimer. In cells, Oct4-K156N reduces the binding of Oct4 to Sox2. It can significantly inhibit the transcription of downstream dry genes regulated by Oct4-Sox2, promote the expression of mesodermal differentiation genes, and promote the EMT process by upregulating the expression of SNAIL family genes. In this work, we have demonstrated that the post-translational modification or mutation of specific sites of Oct4 protein may regulate its transcriptional activity, protein interaction, protein stability, and co-regulate the self-renewal, directional differentiation and carcinogenesis of pluripotent stem cells.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:R730

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;能强化治疗性多能干细胞功能的方法[J];基础医学与临床;2009年06期

2 ;能强化治疗性多能干细胞功能的方法[J];安徽医学;2009年10期

3 江涛;;成人体内提取多能干细胞的新方法[J];国外医学情报;2006年01期

4 韩忠朝;;多能干细胞研究新进展[J];医学研究杂志;2008年10期

5 ;用头发培育多能干细胞获得成功[J];生物医学工程研究;2009年01期

6 ;能强化治疗性多能干细胞功能的方法[J];安徽医学;2009年08期

7 ;发现人类多能干细胞携带供体细胞的某些功能[J];中华妇幼临床医学杂志;2009年05期

8 金颖;;多能干细胞研究进展[J];细胞生物学杂志;2009年05期

9 林晓龙;姜桦;陈彤;;诱导性多能干细胞的研究进展及应用前景[J];中国医药生物技术;2010年01期

10 景毅;杨秀霞;;诱导性多能干细胞的研究概况[J];科技资讯;2010年15期

相关会议论文 前10条

1 卞合涛;黄卫;;诱导性多能干细胞[A];中华医学会第十三次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2010年

2 柯昌能;利天增;徐盈斌;祁少海;黄冰;谢举临;;老年人皮肤多能干细胞的分离及有效扩增[A];第八届全国烧伤外科学年会论文汇编[C];2007年

3 邱慧颖;王健民;夏荣;周虹;龚胜蓝;高磊;解琳娜;胡晓霞;;小鼠骨髓多能干细胞体外培养建系及其生物学特性研究[A];第10届全国实验血液学会议论文摘要汇编[C];2005年

4 章小清;;多能干细胞神经分化:神经系统基础与应用研究的桥梁[A];中国神经科学学会第九届全国学术会议暨第五次会员代表大会论文摘要集[C];2011年

5 范力星;冀凯宏;熊俊;胡凯猛;刘厚奇;;骨髓源性多能干细胞(MMSC)向多巴胺能神经元的体外分化[A];中国解剖学会第十一届全国组织学与胚胎学青年学术研讨会论文汇编[C];2009年

6 赵春华;房柏俊;廖联明;史明霞;杨少光;;人胎儿来源Flk1~+CD34~-表型多能干细胞分离与鉴定(英文)[A];中国微循环学会第五届中国微循环学术大会论文摘要汇编[C];2004年

7 林炳亮;高志良;;骨髓干细胞移植的研究现状[A];广东省肝脏病学会2007年年会论文集[C];2007年

8 姚海雷;张文成;王思涵;李保伟;张锐;习佳飞;周军年;吕洋;曾泉;施双双;何丽娟;南雪;李艳华;岳文;裴雪涛;;诱导脐带血来源的CD34+细胞重编程获得诱导性多能干细胞(iPS cells)[A];第12届全国实验血液学会议论文摘要[C];2009年

9 李恩琴;金润铭;;儿童诱导性多能干细胞的建立与造血分化[A];中华医学会第十七次全国儿科学术大会论文汇编(上册)[C];2012年

10 剧世强;芮荣;;MicroRNA在多能干细胞的表达与功能[A];中国畜牧兽医学会动物繁殖学分会第十六届学术研讨会论文集[C];2012年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 张磊;我国培育出多能干细胞克隆猪[N];健康报;2013年

2 记者 叶青;体细胞“变身”机制明确了[N];广东科技报;2010年

3 记者 林亚茗 通讯员 韩青海 李洁蔚 朱丹萍;尿液中诱导出多能干细胞[N];南方日报;2011年

4 ;维生素C打开多能干细胞治病之门[N];南方日报;2011年

5 钱洛滢 记者 王春;乳腺中发现多能干细胞[N];科技日报;2014年

6 记者 顾钢;德科学家找到感应多能干细胞[N];科技日报;2009年

7 记者 张建华;糖尿病、地贫症或将遭遇克星[N];人民日报海外版;2011年

8 记者 常丽君;美用多能干细胞培育出胃组织[N];科技日报;2014年

9 常丽君;吸脂术去除的脂肪含新型多能干细胞[N];科技日报;2013年

10 葛进;日发现多能干细胞向外胚叶分化控制基因[N];科技日报;2008年

相关博士学位论文 前9条

1 潘筱;Oct4翻译后修饰调控多能干细胞自我更新和定向分化的机理研究[D];浙江大学;2015年

2 邱慧颖;小鼠骨髓多能干细胞建系及其造血重建作用的研究[D];第二军医大学;2005年

3 史春梦;真皮来源成体多能干细胞的生物学性状与促进创伤修复的实验研究[D];第三军医大学;2004年

4 赵宏喜;克服多能干细胞移植免疫排斥反应的实验研究[D];第四军医大学;2009年

5 付常皓;人胚胎多能干细胞的分离鉴定和向软骨细胞分化诱导的研究[D];吉林大学;2015年

6 刘丽;小鼠诱导式多能干细胞向牙源性细胞分化的实验研究[D];第四军医大学;2012年

7 张丽飞;人诱导性多能干细胞人源化培养体系的建立和研究[D];浙江大学;2013年

8 王颖佳;WAS综合征特异性无整合诱导性多能干细胞体外造血分化及基因靶向编辑研究[D];浙江大学;2013年

9 李恩琴;儿童急性早幼粒细胞白血病的临床及相关诱导性多能干细胞研究[D];华中科技大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 马海波;脐血多能干细胞对阿尔茨海默病患者外周血淋巴细胞的免疫调节作用[D];山东大学;2015年

2 劳滔滔;人和小鼠多能干细胞的分离和培养[D];浙江大学;2003年

3 张翠平;诱导小鼠胎儿成纤维细胞为多能干细胞的共孵育方法研究[D];西南大学;2012年

4 韩升霞;人体细胞体外重编程为诱导性多能干细胞关键技术的研究[D];福建医科大学;2013年

5 刘海明;小鼠胚胎成纤维细胞重编程为多能干细胞的实验研究[D];南方医科大学;2012年

6 张向前;小鼠诱导性多能干细胞的建立及其分化研究[D];郑州大学;2013年

7 唐海燕;人包皮成纤维细胞体外诱导重编程为多能干细胞的基础研究[D];福建医科大学;2011年

8 李勇铁;人诱导性多能干细胞向表皮样干细胞分化的初步研究[D];南昌大学;2011年

9 朱恒涛;诱导性多能干细胞正常小鼠耳蜗内移植的实验研究[D];南昌大学;2014年

10 张新民;多能干细胞诱导因子及其家族蛋白的生物信息学分析[D];内蒙古师范大学;2013年



本文编号:1610196

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/zlx/1610196.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户cb835***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com