家兔Naïve态胚胎干细胞与种质传递机制的研究
批准号:
32072732
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
杜福良
依托单位:
学科分类:
畜禽繁殖学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
杜福良
中文摘要
胚胎干细胞(ES)分为Primed和Naïve态两种类型,仅Naïve态ES具备种质传递的潜能。目前未见报道家兔胚胎干细胞(rbES)能分化成生殖细胞并种质传递。我们培育出Primed和Naïve态两种rbES细胞系。项目拟将探索Naïve态rbES捕获、自我更新、分化与种质传递的分子机制:(1)探索维持Naïve态rbES网络状信号通路的调控机制,包括在MEK/ERK抑制下bFGF诱导PI3K/AKT通路,PKCi抑制NuRD相关基因的表达,3i协同的信号通路调控,(2)采用ChiP-Seq和RNA-Seq确立Naïve态rbES的表观遗传学与基因表达模式,(3)探索Naïve态rbES分化生殖细胞的潜能与传递规律。目的是揭示Naïve态rbES捕获、维持与分化的分子调控。家兔是重要的经济物种和实验动物。本研究将为大家畜ES的研究提供相应的依据与借鉴,促进我国家畜基因改良与畜牧业的发展。
英文摘要
Embryonic stem cells (ES) are classified into both primed and naïve states, while only naïve state possesses the potential of germline transmission. We will study the molecular mechanism of derivation, self-renewal, differentiation and germline transmission in rabbit ES (rbES). Rabbit is considered as important farm and laboratory animals. However, there is not a research team to date that can prove the differentiation pluripotency, which rbES can continue to differentiate into the specific germ cells, and finally have the potentials to transmit into the germplasm (germline). We have successfully derived both primed and naïve rbES line in our previous study, which lays a scientific foundation for a new study. We will continue to (1) study the mechanisms of circuit signal pathways in controlling naïve rbES, including bFGF induced PI3K/AKT signal pathway under MEK/ERK inhibition, PKCi repression of NuRD complex gene expression and synergistic regulation of signal pathways, (2) evaluate its specific pattern of gene expression and model of epigenetic regulation in naïve rbES by ChIP-Seq and RNA-Seq, and (3) explore self-renewal of naïve rbES and further their ability of germline transmission. The success in this study will provide theoretic basis for ES study in large farm animals, which promotes the development of genetic improvement and production of animal husbandry in China.
家兔胚胎干细胞(rbESC)有Primed和Naïve两种类型,仅Naïve态具备种质传递的潜能,但目前尚未见有其分化为生殖细胞和种质传递的研究。本课题前期积累了 rbES的理论与技术体系,成功培育出Primed和Naïve态两种rbES细胞系。.在此基础上,本项目进一步研究发现,iFLY家兔胚胎干细胞在无饲养层的3C培养体系(即小分子IWP-2、DZNep和TSA组合使用的体系)下,可将Primed ESC诱导至介于Formative/Naïve态的中间态,并在相关能量代谢途径上与 Naïve 态ESC相似,同时该体系下Primed态标志基因TBXT显著下调,且Formative标志基因OTX2显著提高,证明其具备Naïve 态ESC特征。.我们进一步研究发现PKC抑制剂通过调节表观遗传学修饰 H3K27me3和 H3K9me3来调控ESC的自我更新。具体作用机制如下:PKC抑制剂通过调节H3K27me3和H3K9me3来调控ESC的自我更新,即PKCi通过增加甲基转移酶如KDM6A的表达来调节H3K27me3的修饰,从而减少对ESC维持所必需基因的抑制,同时,PKCi通过调节H3K9me3修饰来调节ESC维持自我更新以抑制分化特异性基因的高表达,这是一种新的调控ESC基因表达的机制。.并且,我们发现家兔胚胎干细胞中PKC调控NuRD复合物基因表达的分子机制: ESC在PKCi体系下维持自我更新和多潜能性的潜在信号通路:即PKCi通过PKC-CREB-靶向基因表达的信号通路来调控NuRD复合物组分的表达。PKCi同时激活了经典的cPRC1与非经典ncPRC1通路,完成对PKCi-ESC多潜能基因和发育基因表达的精细调控,维持ESC在自我更新与细胞谱系决定之间的可塑性。.家兔介于小鼠与大动物的物种,是重要的经济物种和实验动物。ESC的研究机理可为大家畜牛、羊、猪等的ESC获取与维持、基因改良与繁育等提供新的理论依据,推动我国畜牧业的生产与发展。.
NuRD复合物调控家兔Naïve态胚胎干细胞多潜能性的机制研究
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批准号:32372877
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:杜福良
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依托单位:
家兔体细胞核移植重编程机制的研究
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批准号:31872353
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项目类别:面上项目
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资助金额:59.0万元
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批准年份:2018
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负责人:杜福良
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依托单位:
家兔胚胎干细胞与其种质传递机制的研究
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批准号:31471388
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项目类别:面上项目
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资助金额:78.0万元
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批准年份:2014
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负责人:杜福良
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依托单位:
家兔胚胎干细胞与其种质传递机制的研究
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批准号:31340041
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:15.0万元
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批准年份:2013
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负责人:杜福良
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依托单位:
国内基金
海外基金