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TSC（tuberous sclerosis complex）在果蝇生殖干细胞中的作用

作　者: 孙培
导　师: 郭岩；袭荣文
学　校: 中国协和医科大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 干细胞 TSC1/2 TOR Drosophila GSC
分类号: Q343
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 27次
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内容摘要

在果蝇的卵巢中,干细胞内和干细胞微环境(niche)的信号分子共同调节生殖干细胞(GSC)的维持。Niche中产生的配体激活GSC中BMP信号通路可以通过直接抑制bam (bag of marbles)的转录来调节GSC的维持,此外还存在不依赖于bam的GSC维持和分化的调节机制。TSC (tuberous sclerosis complex)是人类的一种显性遗传病,由两个基因Tsc1或Tsc2突变造成。在哺乳动物和果蝇中,他们的蛋白产物TSC1和TSC2形成一个具有GTP酶活性的复合体,通过小G蛋白Rheb (Ras homolog enriched in brain),抑制TOR(targert of rapamycin)的激活。TOR是一个从酵母到哺乳动物高度保守的丝氨酸／苏氨酸激酶,通过两个复合体起作用。其中一个复合物TORC1主要通过TSC1／2接受来自环境中的信号,调节细胞的生长和代谢。本课题发现TSC1/2-TORC1这条信号通路通过影响BMP-bam信号通路和非bam依赖的机制的两条途径调节GSC的维持和分化。Tsc1或Tsc2突变会导致GSC很快的分化丢失,突变的GSC中BMP信号通路中水平明显下调,而bam的表达却没有明显的上调。bam突变不能挽回Tsc1突变造成的干细胞丢失,并且Tsc1bam双突变生殖细胞可以进行早期分化,表明TSC1／2还通过不依赖于bam的机制调节GSC的维持和分化。喂果蝇TORC1的抑制剂rapamycin可以显著的抑制Tsc1突变造成的GSC的分化丢失,BMP信号通路的下调以及Tsc1 bam双突变的生殖细胞的早期分化,表明Tsc1／2突变造成的GSC的分化是由于TORC1的过高活性。突变TORC1的下游S6K可以完全抑制Tsc2造成GSC分化丢失,进一步证明TSC1／2通过抑制TORC1抑制干细胞的提前分化。Tor突变和S6K突变的GSC的维持和分化正常,表明虽然TOR的过高活性会迫使GSC提前分化,TOR并不是GSC和其子代细胞分化所必需的。本课题的研究结果将为进一步揭示TSC 1/2-TOR信号通路的下游和细胞水平的效应,以及发现调节雌性果蝇GSC的维持和分化的新机制提供线索。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 前言  7-20
  1.1 干细胞概述  7-8
  1.2 雌性果蝇生殖干细胞和卵巢的发育  8-10
  1.3 果蝇中嵌合体的应用和FLP-FRT系统  10-11
  1.4 果蝇中的BMP信号通路  11-13
  1.5 GSC的调节分子机制  13-15
  1.6 TSC1/2和TOR信号网络  15-18
  1.7 本研究的内容和意义  18-20
2 实验材料和方法  20-27
  2.1 果蝇的饲养及所用的突变体品系  20
  2.2 果蝇品系的构建  20-22
  2.3 GSC克隆的诱导  22-23
  2.4 卵巢的解剖和免疫组化染色  23
  2.5 制片  23-24
  2.6 GSC克隆的计数  24
  2.7 bam~(△86)及Tsc1~(29)bam~(△86)克隆细胞数的统计  24
  2.8 喂果蝇rapamycin  24
  2.9 实验设备和试剂  24-27
3 结果与分析  27-41
  3.1 Tsc1/2突变导致巨大的滤泡细胞和egg chamber的发育异常  27-28
  3.2 Tsc1/2突变导致GSC分化丢失  28-32
  3.3 TSC1/2对GSC维持的调节与BMP依赖的bam抑制的关系  32-35
  3.4 TSC1/2通过TORC1来调节GSC的维持  35-38
  3.5 Tor或S6K的突变不会造成GSC增多或分化异常  38-41
4 结论和展望  41-45
参考文献  45-49
致谢  49-50

TSC（tuberous sclerosis complex）在果蝇生殖干细胞中的作用

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