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目的 本研究以不同发育时期的大鼠小肠为研究对象,观察小肠发育过程粘膜上皮细胞内源性肝脂肪酸结合蛋白,细胞增生核抗原,原癌基因c-Jun与p38,抑癌基因wtp53与p21的时空变化规律和分布特征,探讨这些基因转录、翻译水评的网络调控机制对小肠上皮干细胞的增殖发育可能发挥的生物学作用。从胚胎发育学角度为成体干细胞体外研究提供理论依据。 方法 健康成年Wistar大鼠41只。雄性14只,雌性27只。按雌雄3:1随机分笼饲养,每笼为1组,其余5只为成年对照组,共10组。以查见雌鼠有阴栓之日计算受孕期为0天。分别选受孕E14d(embryo 14day,E14d),E17d,E19d天孕鼠活杀并取出胎鼠各5只。另选1d,2d,3d,7d,14d,28d新生期幼鼠和成年大鼠各5只。除E14d组胎鼠取全部肠道外,其余各组均取小肠组织。留取标本中段2-3cm入含1‰DEPC的4%多聚甲醛磷酸盐缓冲液固定2h,用于原位杂交、免疫组织化学检查和HE染色。剩余标本及时投入液氮罐,-70℃保存,待行RT-PCR检查。 L-fabp mRNA定位分布检测用原位杂交技术,L-fabp,wtp53,p21mRNA用半定量RT-PCR进行检测;所有蛋白检测均采用免疫组织化学方法,并随机选取5个视野计算细胞阳性率。HE染色用于形态学观察。 结果 HE染色形态学显示,小肠上皮细胞形态、绒毛及隐窝数量在不同发育阶段差异很大。胚胎第14天,肠腔内无绒毛、隐窝形成,细胞核大,染色质疏松呈幼稚型,细胞排列成无序蜂窝状;胚胎第17天,粘膜上皮细胞向下凹陷形成小的绒毛,但无隐窝形成,细胞呈幼稚形态。胚胎第19天,幼鼠第1天,第2天,第3天,第肠腔内绒毛逐渐增多,变高;第7天,完整的隐窝形成;第28天,小肠粘膜形态发育成熟,细胞增殖和凋亡达到平衡。 小肠发育期,不同基因的表达情况如下: c一Jun:胚胎期第14一19天,小肠上皮细胞阳性表达率约为98%,幼鼠期第l(po血atal lday,Pld),2,7,14,28天阳性细胞表达率分别为90%,90%,55%,51%,26%。随着小肠发育日渐成熟,其阳性细胞分布沿着绒毛纵轴从下向上逐渐减少,到成年大鼠期阳性细胞仅集中在绒毛顶部。 P38:在小肠发育的各个阶段,粘膜上皮细胞阳性表达率较低,仅分布于绒毛间隙(幼鼠期),小肠隐窝(成熟期)内核分裂细胞。从E14d到成年大鼠,p38阳性表达曲线呈梯形分布,阳性率分别为3%,4%,7%,9%,6%,6%,4%,2%。 帆p53:从P19d,肠上皮细胞开始出现wtp53阳性表达信号,但信号强度较弱;PZd,阳性细胞分布范围扩大并且染色强度明显增强。随着小肠的发育,细胞阳性表达率渐渐减少。到P28d,没有检测到叭p53阳性表达细胞。叭p53 mRNA水平从幼鼠期到成年期无明显变化。 P21:P21的表达及mRNA水平从幼鼠期到成年期大鼠均未检测到。 L一fabP mRNA:E19d,RT一PCR能检测到L一fabp mRNA,PZd,L一fabpmRNA水平显著增高。从P3d到成年期,小肠L一fabP mRNA水平虽有减少但无显著差别。 L一fabP InRNA原位杂交:EI gd,出现阳性表达细胞,但仅分布于绒毛顶部上皮细胞。从PZd到成年期,小肠粘膜上皮细胞L一fabp mRNA的阳性表达率明显增多。而隐窝内细胞始终为阴性。从E19d到成年期大鼠,小肠绒毛上皮细胞L一fabp mRNA阳性表达率分别为1%,12%,45%,47%,65%,74%,89%,92%。 小肠发育过程中,绒毛上皮细胞PCNA阳性表达率逐渐减少。从P28d到成年期阳性细胞仅局限在隐窝内。阳性表达率分别为98%(E14d),%% (E 1 7d),67%(E19d), 61%(Pld),60%(PZd),56%(P3d),36%(P7d),11%(P 14d),3.6%(P28d),3.2%(M atu『e). Vll 结论从肝脂肪酸结合蛋白,原癌基因c一Jun与p38,抑癌基因叭p53的活化及表达的时空来看,它们与小肠粘膜干细胞增殖分化密切相关。 1.L一fabpmRNA可作为肠道干细胞增殖分化的标志。 2.在小肠干细胞分化期,v沈P53蛋白发挥着防止基因突变,保护基因完整性的生物学作用。,沈P53蛋白高表达可能是蛋白半衰期延长的结果,而与转录水平的相关性有待进一步研究;另外,小肠千细胞分化时v八P53蛋白的作用可能与pZI无关。 3.在小肠发育的不同时期,原癌基因c刁叨发挥作用有所不同。早期阶段,c.Jun可能通过形成转录因子妙一1调节相关因子(如bFGF,TGF一p)影响千细胞增殖分化;而在成年期大鼠,绒毛顶端上皮细胞的表达可能和它参与蛋白激酶C(PKC)介导的细胞凋亡有关。 4.P38可能通过MApK信号传导途径参与干细胞分化,并且与细胞分裂有关。