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《Flk1間充質(zhì)干細(xì)胞分化機(jī)制研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院博士研究生學(xué)位論文中文摘要干細(xì)胞是一類具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的細(xì)胞群體,是研究細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)問題的理想細(xì)胞模型。早期胚胎來源的全能干細(xì)胞具有無限擴(kuò)增和分化為多種類細(xì)胞的能力。成體組織來源的多能干細(xì)胞也具有遠(yuǎn)比人們開始預(yù)料的大的多的分化潛能。本實(shí)驗(yàn)室從成人和胎兒的多種組織中均成功分離獲得具有三胚層分化潛能的Flk—l+CD31一CD34一的間充質(zhì)干細(xì)胞,其在體外具有很強(qiáng)的克隆形成和擴(kuò)增能力,因此很可能成為組織工程中理想的種子細(xì)胞,用于治療組織損傷和一些遺傳及退行性疾病。以microRNA為代表的非編碼小RNA領(lǐng)域是目前
2、的國際研究熱點(diǎn),越來越多的研究結(jié)果表明,小RNA廣泛參與生物體各種生物學(xué)過程,包括細(xì)胞的增殖、分化、凋亡、腫瘤形成和生物體發(fā)育等。本研究的第一部分旨在研究tbRNA在間充質(zhì)干細(xì)胞向造血細(xì)胞分化過程中所扮演的角色,尋找Flk-1+CD31。CD34一骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bMSCs)向造血分化過程中具有決定意義的小RNA,并研究其作用機(jī)制。首先根據(jù)人基因組序列,應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件預(yù)測篩選了500條待驗(yàn)證的小RNA,定$1]d,RNA芯片,檢測并獲得了人Flk-1+CD31‘CD34一bMSCs和人CDl33+造血干細(xì)胞(HSCs)的d、RNA差異表達(dá)譜;3種小RNA在bM
3、SCs中的表達(dá)顯著低于HSCs中的表達(dá):定量RT—PCR實(shí)驗(yàn)證實(shí)了芯片結(jié)果;小RNA克隆測序證實(shí)dxRNAZK-249為真實(shí)存在于人細(xì)胞中的內(nèi)源性t]xRNA:利用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體,上調(diào)ZK一249在bMSCs中的表達(dá);免疫組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)表明高表達(dá)ZK-249的bMSCs群體中,有少量CD45+造血細(xì)胞的存在;將細(xì)胞種植NCFUMIX中,表明這些細(xì)胞具有造血克隆形成能力;將shR-337高表達(dá)的人bMSCs從尾靜脈注射到亞致死量照射的NODSCID鼠體內(nèi),檢測人源細(xì)胞在小鼠骨髓中向造血細(xì)胞分化能力,組織化學(xué)和流式細(xì)胞術(shù)檢測人源細(xì)胞表面CDl3、CD3、CD45、CD
4、34、CD71和CDl9等造血標(biāo)志抗原的表達(dá)情況,結(jié)果顯示,shR337能夠促進(jìn)bMSCs向淋巴細(xì)胞和粒細(xì)胞的分化;定量PCR檢測結(jié)果表明ZK-249高表達(dá)的bMSCs中,造血相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子RUNXl的表達(dá)顯著增加;計(jì)算機(jī)軟件預(yù)測表明EIDI可能是2北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院博士研究生學(xué)位論文shR-337的靶基因,一系列驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),包括應(yīng)用RNA干擾技術(shù)進(jìn)行的功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),都證實(shí)了預(yù)測的結(jié)果。綜上,d、RNAZK-249通過調(diào)節(jié)靶基因EIDl的表達(dá),促進(jìn)了Flk-1+C031一CD34一bMSCs向造血細(xì)胞的分化。本研究的第二部分研究成人脂肪來源的Flk一1+c
5、D31.CD34。間充質(zhì)干細(xì)胞(AMSC)向上皮、內(nèi)皮和神經(jīng)細(xì)胞體外定向誘導(dǎo)分化后,mRNA和d,RNA表達(dá)譜的變化,從而從d、RNA水平及基因水平揭示AMSC自我更新及分化機(jī)制。研究結(jié)果提示,在基因水平上,TGFB和Wnt信號(hào)通路參與了AMSC“干性”的維持,而Notch和BMP4信號(hào)的激活則會(huì)促進(jìn)AMSC的分化。在小RNA水平上,盡管目前對于d、RNA的功能的了解還非常有限,還是根據(jù)芯片的檢測結(jié)果,歸納總結(jié)了可能和AMSC“干性"相關(guān)以及與AMSC向上皮、神經(jīng)和內(nèi)皮細(xì)胞定向分化相關(guān)的小RNA,并對小RNA的調(diào)控機(jī)制作了初步推測。另外對AMSC細(xì)胞中小RNA的
6、克隆測序從另外一個(gè)角度獲得了AMSC的d、RNA表達(dá)譜,對測序獲得的d、RNA與已鑒定的microRNA數(shù)據(jù)庫及我們的預(yù)測小RNA數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對,結(jié)果表明,對于已知的microRNA而言,克隆測序結(jié)果中所顯示的高拷貝往往對應(yīng)著芯片檢測結(jié)果中的高信號(hào)值,說明這兩種檢測方法獲得的結(jié)果是平行可信的;另外還獲得了21種目前沒有報(bào)道的小RNA,其中一些與之前的預(yù)測結(jié)果結(jié)果相符,芯片結(jié)果顯示的這些新的d,RNA在AMSC分化前后的變化,為d、RNA的功能研究作了初步提示。關(guān)鍵詞Flk-1+CD31一CD34一間充質(zhì)干細(xì)胞小RNA誘導(dǎo)分化造血芯片檢測d、RNA克隆測序3北京協(xié)
7、和醫(yī)學(xué)院中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院博士研究生學(xué)位論文AbstractStemcellresearchisoneofthemostfascinatingareasofbiologytoday.Inourlab,F(xiàn)lk.1+CD31。CD34。MSCscouldbeisolatedandpurifiedfromvariousfetaloradulttissues,whichhavebeenprovenwithextensiveclone—formingandexpansioncapacityandthepotentialtodifferentiateintocellsofall
8、threelayers,