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Ppp2ca条件性剔除小鼠胚胎期贫血的研究

作　者: 陈维倩
导　师: 高翔
学　校: 南京大学
专　业: 遗传学
关键词: Ppp2ca 条件剔除贫血红系生成造血干细胞细胞凋亡 STAT5 Bcl-x_L 基因调控 okadaic acid
分类号: R556
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

蛋白磷酸酶2A(PP2A)是细胞内的主要丝／苏氨酸特异性蛋白磷酸酶。它由一个催化亚基(C)和一个结构亚基(A)组成的二聚体核心酶和多种不同的调节亚基(B)所构成。PP2A的催化亚基(PP2Ac)有2种亚型,分别为PP2Acα(由Ppp2ca基因编码)和PP2Ac(3(由Ppp2cb基因编码夕。PP2Acα在大部分小鼠组织中的含量是PP2Acp的十倍,故通常被认为是最主要的PP2Ac亚型。PP2A介导的底物脱磷酸过程参与了细胞增殖、存活、分化、迁移、黏附等一系列生物过程。大量化学抑制剂、动物模型及相关研究表明PP2A磷酸酶活性对肿瘤生成,神经退变,造血发生,心脏功能维持和能量平衡等都是至关重要的。但是,PP2A活性在胚胎发育方面的功能,特别是血管和造血系统的形成,却仍然需要深入研究。在本论文中,我们利用Tie2Cre转基因小鼠实现了Ppp2ca基因在内皮和造血祖细胞中的组织特异性剔除。大体上讲,86.7%纯合子胚胎死于或者垂死于10.5-14.5天,其余胚胎都能存活至出生。出乎意料地,纯合子胚胎不表现出任何血管生成障碍。但是,纯合子胚胎的胎肝造血功能却受到扰乱,表现为晚期祖细胞部分缺失,红系分化阻断,球蛋白表达减少。与此同时,纯合子胚胎中红系相关细胞因子的表达量,包括促红细胞生成素(FP())和干细胞因子(SCF),却没有受到影响。以上结果提示PP2Acα对红细胞的调控是以细胞自主性的方式实现的。我们进一步分析了Ppp2ca基因剔除是否影响了最初定向造血祖细胞向胚胎肝脏的迁移。我们发现纯合子胎肝中的Linc-Kit+Sca-1+(LSK)细胞的绝对数目在胚胎期12.5天时没有改变,在胚胎期14.5天时甚至有反馈性上调。同时,我们注意到纯合子胚胎红系扩增缺陷是与细胞增殖减少和细胞凋亡增加相关联的。定向红系祖细胞程序性死亡增加是由STAT5酪氨酸磷酸化水平(pY694)降低及下游抗细胞凋亡因子Bcl-xL蛋白表达减少而引起的。与上述结果相符,用okadaic acid(OA)对原代培养的胎肝细胞进行PP2A活性抑制也能下调STAT5-Bcl-xL信号通路。总之,本文发现Ppp2ca对胎肝造血系统发育过程具有重要作用。并且,Bcl-xL在纯合子胚胎肝脏中的表达降低可能是定向红系祖细胞存活率下降的主要原因。当然,我们正在建立Ppp2ca基因剔除,STAT5酪氨酸磷酸化水平降低,及最终胚胎期贫血的因果联系。

全文目录

Abstract  5-7
中文摘要  7-9
Abbreviations  9-13
Chapter Ⅰ Review:PP2A and erythropoiesis  13-45
  1.1 PP2A is a serine/threonine phosphatase  14-23
    Kinases, phosphatases and PSPs  14-16
    PP2A holoenzyme holds a comprehensive structure  16-18
    Cellular localization and multi-step regulation  18-20
    Chemical inhibitors, human diseases and animal models  20-23
  1.2 Hematopoiesis and erythropoiesis-keeping life going on  23-33
    Insights into hematopoiesis-hot spring for blood cells  23-27
    The biology of erythropoiesis-keeping blood red  27-33
  References  33-45
Chapter Ⅱ Loss of Ppp2ca allele in Tie2~+ tissues leads to fetal liver anemia  45-74
  Introduction  46-49
  Materials and methods  49-54
  2.1 Establish Ppp2ca conditional knockout mice  54-55
  2.2 Loss of the Ppp2ca allele within Tie2~+ cells results in embryonic lethality  55-56
  2.3 Mutant embryos exhibit normal vasculature  56-57
  2.4 PP2Acα-deficient embryos suffer impaired defective hematopoiesis  57-65
  2.5 Adult mutant mice manifest normal hematopoietic parameters  65-67
  Discussion  67-70
  Contributions  70
  References  70-74
Chapter Ⅲ Elevated erythroid apoptosis and impaired STAT5-Bcl-x_L axis inPP2Acα-deficient embryos  74-90
  Introduction  75-76
  Materials and methods  76-79
  3.1 Initial seeding of fetal liver with hematopoietic progenitors in mutant embryos isnot down-regulated  79-80
  3.2 Decreased in vivo proliferation in mutant fetal livers  80-81
  3.3 Increased apoptosis in cultured PP2Aca-deficient committed erythroid cells  81-82
  3.4 Impaired STAT5-Bcl-x_L signaling is responsive for reduced cell survival of mutanterythroids  82-84
  Discussion  84-86
  Contributions  86
  References  86-90
Acknowledgments  90-92
Publications  92-94

Ppp2ca条件性剔除小鼠胚胎期贫血的研究

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