小鼠胚胎干細胞向神經(jīng)、肌肉分化的初步研究.pdf

1、小鼠胚胎干細胞(mouseembryonicstemcells)是來源于早期胚胎內(nèi)細胞團(innercellmass)的細胞，它被移植到體內(nèi)或是在體外培養(yǎng)條件下能分化成三個胚層中的各種類型的細胞。由于它將來有可能用于治療某些人類疾病，因而對于胚胎干細胞定向分化成各種特定細胞的機制和信號通路研究就顯得尤為重要，特別是胚胎干細胞分化成肌肉、神經(jīng)的研究更是一個重點。為了了解白血病抑制因子(Leukemiainhibitoryfactor)LI

2、F和p53在胚胎干細胞分化成神經(jīng)、肌肉過程中的功能，我們采用小鼠胚胎干細胞分別用多種方法對這兩個方面進行初步探索。 第一部分多效細胞因子白血病抑制因子(Leukemiainhibitoryfactor,LIF)被人們廣泛地用于維持小鼠胚胎干細胞全能性(pluripotency)的培養(yǎng)中。然而，也有實驗結(jié)果表明，在無血清和無飼養(yǎng)層細胞的培養(yǎng)條件下，單單LIF是不足以維持干細胞的自我更新(self-renewal)以及阻止胚胎干細胞

3、的神經(jīng)元樣(neuronal)方向分化；將胚胎干細胞用極低密度的方法培養(yǎng)在無血清培養(yǎng)基中，胚胎干細胞被認為能夠以default-model方式生成神經(jīng)球(neurosphere)，在這一過程中LIF信號通路被認為可能支持了細胞的生存。但是，是否LIF信號通路促進了胚胎干細胞向神經(jīng)分化是不清楚的，因此，本實驗?zāi)康氖菫榱颂剿鱈IF是否在胚胎干細胞向神經(jīng)元樣方向分化過程中發(fā)揮了作用。我們的實驗表明在各種干細胞神經(jīng)分化條件下，LIF促進了胚胎干

4、細胞向神經(jīng)元樣命運方向的轉(zhuǎn)換(conversion)；通過對LIF信號通路下游JAK/STAT3的抑制導(dǎo)致胚胎干細胞趨向于分化成表達GFAP的膠質(zhì)樣細胞(glial)，而抑制LIF信號通路的另外一條下游信號通路MEK則導(dǎo)致胚胎干細胞趨向于分化成神經(jīng)元樣命運(neuronal)；LIF促進了胚胎干細胞分化成神經(jīng)前體，抑制了胚胎干細胞向胚外內(nèi)胚層(extraembryonicendoderm)和中胚層(mesoderm)命運的決定(comm

5、itment)；與此同時，在這個過程中，LIF抑制了細胞調(diào)亡和支持細胞增殖。因此，我們實驗結(jié)果表明LIF信號通路促進了胚胎干細胞向神經(jīng)命運的轉(zhuǎn)換。 第二部分p53基因廣泛地表達在各種胚胎組織、器官和腫瘤中。在一些基因敲除的胚胎中，p53-/-能夠拯救由于基因敲除導(dǎo)致的胚胎缺陷表型。但是，我們不知道p53是否參與了胚胎早期發(fā)育中的肌肉(myogenesis)和神經(jīng)命運決定(neurogenesis)過程。我們利用RNAi技術(shù)穩(wěn)定地

6、下調(diào)胚胎干細胞中p53的表達，并且用獨立于p53-RNAi轉(zhuǎn)錄的GFP進行標記。在用經(jīng)典的視黃酸(RA)誘導(dǎo)胚胎干細胞分化成肌肉、神經(jīng)的模型中，我們探討了p53在胚胎干細胞神經(jīng)、肌肉發(fā)生中的作用。在RA誘導(dǎo)處理p53-RNAi的干細胞中，我們發(fā)現(xiàn)胚胎干細胞更容易分化成大量的肌肉前體細胞，而幾乎沒有生成神經(jīng)元樣細胞。我們的結(jié)果表明p53確實參與了胚胎干細胞神經(jīng)、肌肉發(fā)生，并為今后對RA和p53信號通路在肌肉、神經(jīng)生成中的作用機制研究提供了