TGF-β/Smads信号通路调控涡虫神经再生的分子机制研究
结题报告
批准号:
31601867
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
19.0 万元
负责人:
田庆南
依托单位:
学科分类:
C0403.动物生理与行为
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭亚楠、秦云飞、方惠敏、高婷婷、郭琪、赵桂霞、崔利董
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中文摘要
涡虫作为理想的干细胞和神经再生研究模式生物,能够依靠体内大量的成体干细胞,再生出完整的头部和整个神经系统,其神经再生过程涉及多种信号通路的调控,尤其TGF-β/Smads信号通路可能起着重要调控作用,但调控机制尚未阐明。我们研究发现TGF-β/Smads信号通路上Djsmad-4基因在再生过程中具有显著差异表达,敲低后可显著阻断涡虫再生,且神经系统再生发生异常;原位杂交结果显示Djsmad-4在再生过程中表达于干细胞富集的胚基处,提示TGF-β/Smads信号通路可能通过调控涡虫干细胞增殖、分化,影响神经系统的再生,最终导致再生异常。本研究正是基于上述假说,拟通过RNA干扰、差异转录组分析、原位杂交、免疫荧光等多种方法研究Djsmad-4及其下游调控基因的功能,初步阐明TGF-β/Smads信号通路调控涡虫干细胞增殖与分化,以及神经再生的分子机制。
英文摘要
The planarian is an ideal model organism to study stem cell and neural regeneration. It contains a high number of adult stem cells and could regenerate the whole head and nervous system. The regeneration process involves multiple signaling pathways including the TGF-β/Smads signaling pathway which may play an important role in the regulation of regeneration. However, the underlying mechanism remains unclear. In our study, the Dugesia japonica Smad-4 (Djsmad-4), a core component of TGF-β/Smads signaling pathway, showed different expression patterns in normal and regenerate tissues. The Djsmad4(RNAi) animals failed to regenerate, and produced an abnormal nervous system. The in-situ hybridization revealed that the Djsmad-4 expressed in blastemas where the stem cells enriched. These results suggested the TGF-β/Smads signaling pathway may result in abnormal regeneration by regulating the proliferation and differentiation of the stem cells. Based on the above information, we will investigate the function of Djsmad-4 and its downstream genes with RNAi, comparative transcriptomics, in-situ hybridization and immunofluorescence methods, to reveal the the possible mechanism of TGF-β/Smads signaling pathway in the regulation of the proliferation and differentiation of the stem cells, as well as the regeneration of the nervous system.
涡虫作为理想的干细胞和神经再生研究模式生物,能够依靠体内大量的成体干细胞,再生出完整的个体和整个神经系统,其组织再生和重塑过程涉及多种信号通路的调控,尤其TGF-β/Smads信号通路可能起着重要调控作用,但调控机制尚未阐明。为了探究TGF-β/Smads信号通路调控涡虫再生的分子机制,我们通过差异转录组测序分析Djsmad4基因干扰后显著差异表达基因,利用RNAi技术初步筛选出了TGF-β/Smads信号通路下游关键功能基因SnoN、SMURF2、TBX2/3。发现TGF-β/Smads信号的下调将减慢胚基的形成,其中SnoN敲低涡虫会阻断涡虫头部再生,其再生头部神经中枢呈圆环形,无蝶形神经索;SMURF2在前端胚基处表达量显著下调,敲低后涡虫神经中枢发育缓慢并产生头部神经中枢缺陷;TBX2/3在前端胚基处表达量显著下调,下调TBX2/3后涡虫再生背部发生恶性增生,再生背部组织无规则突起不平滑,相关轴性和DV极性marker基因表达出现异常,表明TBX2/3通过调控涡虫极性影响涡虫神经系统再生;以上结果表明,TGF-β/Smads信号通路通过控下游基因的表达,调控干细胞的增殖分化,影响涡虫极性的建立,进而调控涡虫的神经再生。
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
Gain and loss events in the evolution of the apolipoprotein family in vertebrata
脊椎动物载脂蛋白家族进化中的得失事件
DOI:10.1186/s12862-019-1519-8
发表时间:2019-11-13
期刊:BMC EVOLUTIONARY BIOLOGY
影响因子:3.4
作者:Liu, Jia-Qian;Li, Wen-Xing;Dai, Shao-Xing
通讯作者:Dai, Shao-Xing
DjERas plays an important role in planarian regeneration and homeostasis
DjERas 在涡虫再生和稳态中发挥重要作用
DOI:10.1016/j.bbrc.2019.04.118
发表时间:2019
期刊:Biochemical and Biophysical Research Communications
影响因子:3.1
作者:Guo Qi;Ni Jiajia;Zhang Fangfang;Guo Yanan;Zhang Yizhe;Fang Huimin;Tian Qingnan;Zhang Shoutao
通讯作者:Zhang Shoutao
DOI:10.1016/j.biocel.2019.05.008
发表时间:2019
期刊:International Journal of Biochemistry & Cell Biology
影响因子:4
作者:Sun Yujia;Gao Tingting;Li Jiaxin;Zhang Saisai;Hao Zhitai;Tian Qingnan;Zhang Shoutao
通讯作者:Zhang Shoutao
A planarian RPS3 homolog is critical to the modulation of planarian regeneration
涡虫 RPS3 同源物对于涡虫再生的调节至关重要。
DOI:10.1016/j.gene.2018.12.027
发表时间:2019-04-05
期刊:GENE
影响因子:3.5
作者:Cheng, Xina;Li, Yingzhao;Guo, Yanan
通讯作者:Guo, Yanan
DOI:10.1080/09168451.2019.1594677
发表时间:2019-03
期刊:Bioscience Biotechnology and Biochemistry
影响因子:1.6
作者:Sun Yujia;Gao Tingting;Zhang Shoutao;Zhang Yizhe;Tian Qingnan
通讯作者:Tian Qingnan
TBX3负调控Wnt信号介导涡虫再生中前-后轴极性形成的机制研究
  • 批准号:
    31970419
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    田庆南
  • 依托单位:
国内基金
海外基金