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原始生殖细胞(Primordial germ cells,PGCs)是精子和卵子的前体细胞。PGCs由特化部位向生殖嵴迁移的过程被精细调节,这一过程由其自身的细胞特性以及周围环境共同作用决定,同时伴随着细胞增殖和凋亡等现象,目前有关PGCs迁移的分子机制仍有待深入研究。本研究通过分析不同发育阶段mPGCs细胞的RNA-seq数据,获得差异表达基因,经KEGG pathway分析后筛选出候选基因,对其中的Diaph1基因进行表达和功能分析,通过制作敲除小鼠,研究了Diaph1对小鼠繁殖力和生长特性的影响,以及对mPGCs的数量、增殖、凋亡和粘附等的影响。本研究首先通过检测不同分子的表达,对mPGCs的定位和筛选标记进行研究。通过组织切片免疫荧光法证明Oct4可以作为mPGCs定位与筛选的标记。从Oct4标记小鼠的胚胎生殖嵴中利用流式细胞法分选mPGCs,9.5天胚龄(E9.5)分选效率约为0.20%,E12.5分选效率约为2.28%;而使用Ssea1抗体标记后E12.5中mPGCs分选效率约为2.91%,分选后细胞经碱性磷酸酶染色呈阳性蓝紫色。qPCR进一步检测表明mPGCs标记基因Fkbp6、Mov10l1、Spo11、4930432K21Riken等,多能性基因Nanog、Oct4等和生殖特异性基因Mvh、Dazl等mRNA表达在阳性细胞显著高于阴性细胞。因此,Oct4和Ssea1均可作为mPGCs鉴定和筛选的标记分子。本研究对实验室前期检测的胚胎E9.5天和E12.5天阶段mPGCs的RNA-seq数据进行分析,从中选择ErbB signaling pathway和Focal adhesion通路中的基因进行qPCR验证,表达变化趋势与测序结果一致。随后查阅文献分析筛选出与细胞迁移相关的透明基因相关成蛋白1(Diaphanous-related formins1,Diaph1)和Ypel1(yippee like 1)候选基因,二者mRNA均在mPGCs迁移过程中高表达,到达生殖嵴后表达降低,且具有显著性差异。为进一步验证Diaph1和Ypel1的作用,本研究利用CRISPR/Cas9技术分别制作Diaph1+/-和Ypel1+/-敲除小鼠,经繁殖后对个体、组织和mPGCs细胞特征变化及相关分子机制进行研究。结果表明两种敲除的小鼠繁殖力均减弱,尤其是Ypel1敲除小鼠繁殖数量无法进行下一步检测。繁殖实验发现,敲除Diaph1的小鼠后代基因型不符合孟德尔遗传定律,说明其敲除对繁殖力产生影响。与野生型小鼠比较,敲除小鼠的睾丸、卵巢重量均显著下降。敲除小鼠的mPGCs数量减少,且与增殖相关的Dicer1、Mcm9基因表达下调。TUNEL实验表明,敲除小鼠发生凋亡的mPGCs细胞增加,且维持细胞存活的Map2k5、Rest基因表达下调。与粘附相关的E-cad蛋白和Cdh1表达下调,与迁移相关的Cxcr4、Hmgcr、Dazl基因表达下调。综上所述,Diaph1与mPGCs迁移相关,在迁移的mPGCs中mRNA表达较高,迁移终止时表达下调。敲除Diaph1后小鼠繁殖力减弱,mPGCs增殖受到抑制,发生凋亡的细胞增加导致其数量减少,细胞粘附和迁移相关基因表达受到抑制。本研究为进一步认识mPGC迁移分子机制奠定了基础。