决定肠道干细胞多能性的“高-低”Notch信号强度产生机制的研究
批准号:
31771625
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
郭峥
依托单位:
学科分类:
C1201.干细胞基础研究
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
成楚、钟朝芳、姚奇、杨阳、高俊军
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
果蝇肠道干细胞是具有制造肠道上皮细胞和肠道内分泌细胞两种子代细胞的多功能干细胞。最新研究表明,当肠道干细胞制造上皮细胞时,干细胞表达Notch信号通路的配体Dl,高水平激活上皮细胞中的Notch信号,促进上皮细胞分化;当干细胞制造内分泌细胞时,内分泌细胞表达Dl,低水平激活干细胞中的Notch信号,维持干细胞的特性。然而,Notch是如何在上皮细胞和干细胞中产生“高-低”两种不同的激活强度,并行使不同功能的?我们利用活体实时成像技术,惊奇的发现在干细胞制造内分泌细胞时,两个子代细胞采取“接触-离开”的运动模式;而当干细胞制造上皮细胞时,两个子代细胞始终处于紧密接触状态。因此我们大胆提出了干细胞与子代细胞间的互动模式决定“高-低”Notch信号强度的模型。我们申请通过进一步的细胞、分子、筛选、测序等实验验证我们提出的理论模型;深层次,多角度的解析干细胞多能分化的分子机理。
英文摘要
Drosophila intestinal stem cells (ISCs) generate enterocytes (ECs) and enteroendocrine (ee) cells. Latest work demonstrates that ISCs expressing Dl induce high Notch activity in daughter cells to promote EC formation during EC formation process. However, during ee cell formation, the ee daughter cell acts as a source of Dl that induces low Notch activity in the ISC to maintain stem cell identity. Obviously, as the Notch signaling only occurring between neighbor cells, the most intriguing question is how “High-Low” Notch signaling is achieved? By using live imaging technic, our unpublished data shows that the ee daughter and the ISC keep “touching and releasing” during ee cell formation; while the EC daughter and the ISC closely connect with each other during EC formation. Based on our observations, we suppose a model that the “High-Low” Notch signaling is depends on the dynamic of contact between two stem cell daughters. In order to better understand the molecular mechanism of multipotent stem cell differentiation, we are applying for this funding opportunity to support our next cellular, molecular, genetic, and sequencing experiments to further examine our model.
果蝇肠道干细胞(ISC)具有多功能分化的能力。通过不对称分裂,ISC在果蝇蛹期肠道表皮形成的过程中产生肠道内分泌细胞(ee),随后,肠道干细胞就由产生ee细胞的干细胞转变成为生成肠道负责吸收营养物质的肠道上皮细胞(EC)的干细胞。在这个过程中,Notch信号通路在ISC中的激活是产生这个转变的开关。然而,Notch信号通路不仅在干细胞中发挥作用,它还将在干细胞制造EC的过程中再次发挥作用:Notch信号在分化成EC的子代细胞EB中激活,促进EB向EC细胞的分化。我们之前的研究发现,ISC在制造EC的过程中,有丝分裂后ISC与EB细胞紧密接触,产生强Notch信号通路的激活,而在ISC制造ee的过程中,有丝分裂后ISC与ee细胞的前体细胞EMC相互排斥,产生低水平的Notch激活,而其具体的分子机制并不清楚。在过去的四年中,我们通过全基因组的RNAi筛选,发现与细胞运动相关的Rac蛋白,RacI, RacII 和Mtl的敲降将导致ISC与EMC细胞无法有效分离,导致Notch的激活的干细胞数目显著增多。在接下来进一步的筛选和互作实验中,我们发现Slit-Robo信号通路参与了EMC与ISC分裂后分离的过程。EMC细胞表达Slit信号配体,激活干细胞中的Robo1,从而激活Rac,引起ISC与EMC的排斥与分离;而ISC制造EC的子代细胞EB不表达Slit配体分子,从而干细胞的两个子代细胞可以紧密接触,在EB中强烈激活Notch信号通路。我们的结果在肠道表皮细胞体系中再现了神经细胞利用Slit-Robo信号通路进行轴突寻踪(axon-guidance)的分子机制,说明细胞之间的位置运动在发育过程中也通过Notch信号通路的激活水平控制着干细胞与子代细胞的命运。在人大肠癌的发生发展过程中,Notch信号通路的激活与癌细胞的维持与增殖有着极为密切的联系,更加重要的是,大肠癌中最为广为人知的抑癌因子DCC在果蝇中的同源基因是Frazzled,而Netrin-Frazzled信号通路在神经细胞的迁移运动中扮演着与Slit-Robo相类似的作用。我们的工作提示,DCC有可能参与了肠道干细胞分裂后子代细胞之间的运动过程,从而将Notch信号通路限制在一个较低的激活水平。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Liquid Metal Microscale Deposition enabled High Resolution and Density Epidermal Microheater for Localized Ectopic Expression in Drosophila
液态金属微尺度沉积实现了高分辨率和密度表皮微加热器的果蝇局部异位表达
DOI:10.1002/admt.202100903
发表时间:2021-10
期刊:Advanced Materials Technologies
影响因子:6.8
作者:Wang Bei;Gao Junjun;Jiang Jiajun;Hu Zenghui;Hjort Klas;Guo Zheng;Wu Zhigang
通讯作者:Wu Zhigang
Intravital imaging strategy FlyVAB reveals the dependence of Drosophila enteroblast differentiation on the local physiology.
活体成像策略 FlyVAB 揭示了果蝇肠母细胞分化对局部生理的依赖性。
DOI:10.1038/s42003-021-02757-z
发表时间:2021-10-25
期刊:Communications biology
影响因子:5.9
作者:Tang R;Qin P;Liu X;Wu S;Yao R;Cai G;Gao J;Wu Y;Guo Z
通讯作者:Guo Z
食物中的L-Glu通过抑制肠道内分泌细胞中NPF的分泌促进食欲的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:郭峥
- 依托单位:
细胞极性蛋白Miranda通过控制Prospero的阈值性分布精确调控肠道干细胞数目的分子机制研究
- 批准号:31970817
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:郭峥
- 依托单位:
国内基金
海外基金















{{item.name}}会员


