果蝇卵巢滤泡细胞谱系发育中的功能性microRNA筛查

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果蝇作为一种模式生物被广泛应用于生物学研究中,其中果蝇卵巢是研究发育的良好模型。果蝇的卵子发生涉及到干细胞的维持,细胞分化,细胞迁移,体轴的建立等重要的生物学过程。利用卵巢组织探究卵子发生过程及其调控机制一直是生物学热点研究领域之一。果蝇的卵子发生过程可以分为三个阶段即前期、中期和后期。卵子发生中的滤泡细胞谱系发育起始于干细胞的分化,位于卵原区的成体干细胞分化为两类前体细胞即前体茎/极细胞和前体滤泡细胞,其中前体茎细胞/极细胞进一步分化为成熟的茎细胞和极细胞,茎细胞在相邻卵室的连接与分隔中起着重要的作用。而前体滤泡细胞则分化为包裹生殖细胞的上皮滤泡细胞。当卵子发生到中期的时候,上皮滤泡细胞经历一个DNA内复制阶段,此时细胞不发生分裂,而细胞核加倍。在卵子发生9期的时候,有一群4-8个滤泡细胞由于受到Unpaired配体的作用,从卵室前端分化脱离出来形成一个花环型的边界细胞簇,向卵母细胞前端迁移,于第10期时到达滋养细胞与卵母细胞的分界处,并最终形成精子进入的通道。卵子发生到10b期后滤泡细胞则进入绒毛膜基因扩增阶段,进而完成卵壳结构的发育。在卵子发生过程中滤泡细胞的分化与发育主要受到JAK-STAT,Notch和EGFR信号通路的调控。microRNA(miRNA)是长度约为22个核苷酸的非编码RNA,通过转录后调控抑制其靶基因的表达。miRNA已被证明广泛参与发育、生理及病理过程。有关miRNA参与调控果蝇卵巢滤泡细胞谱系发育的研究正处于起步阶段。  本论文利用可获得的果蝇miRNA遗传资源,应用UAS/GAL4二元表达系统时空特异性地过表达或敲减(knock down)miRNA基因,对总计30个miRNAs在滤泡细胞谱系发育中的功能进行了系统筛查,获得了有价值的实验结果。按卵子发生时相,本研究所获实验结果可归纳如下:(1)利用e22c-Gal4在卵子发生前期过表达mir-1或mir-124均能导致卵室融合的表型,进一步实验发现,融合卵室间无茎细胞分子标记 Bib的表达,提示茎细胞分化的缺陷;(2)利用GR1-Gal4或C306-Gal4驱动miRNA在卵子发生中期过表达发现,mir-7,mir-263b或mir-276b的过表达均能诱发边界细胞迁移延迟的发生,其中,边界细胞迁移延迟表型同样出现在mir-7表达下调(Slbo-Gal4驱动UAS-mir-7 sponge表达)的遗传背景中;(3)利用在卵子发生后期滤泡细胞中表达的55B-Gal4或CY2-Gal4驱动子筛查发现,过表达 mir-7或mir-263b可导致卵壳图式建成的缺陷。本研究通过遗传表型筛查获得了多个miRNA分子参与调控滤泡细胞发育的实验证据,说明本研究策略可应用于更大范围的功能性miRNA的筛查,同时,本研究结果还为进一步探讨miRNA调控机理奠定了基础。
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