Hippo通路调控果蝇肠干细胞的机制以及高通量筛选鉴定Hippo通路的新成员

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生物体与组织的大小一直是发育生物学的中心问题。近些年研究人员逐渐揭示Hippo信号转导通路在器官大小调控以及发育过程中发挥着关键的作用,成为解决这些问题的一个新的切入点。Hippo信号通路最先在果蝇中被发现和命名,是进化上高度保守的肿瘤抑制通路,不仅能够通过调控细胞增殖及凋亡来控制组织、器官的大小;而且在组织稳态维持、干细胞的自我更新、分化以及再生等生物体的生命活动过程中发挥着极其重要的作用,Hippo通路异常已被证实可导致发育异常、多种癌症、神经退行性病变以及免疫系统紊乱等疾病的发生。作为一个新被定义的信号通路,参与其中的重要成员以及其介导的功能有待进一步研究,所以本论文研究了Hippo通路调控肠干细胞增殖的机制以及建立了一个用以研究Hippo信号通路的高通量筛选方法。Bantam microRNA是Hippo信号通路下游转录复合体Sd-Yki的重要靶基因之一,它能够通过促进细胞的增殖和抑制细胞凋亡促进组织的增生,Hippo信号通路失活会导致Bantam表达水平明显上调,而且Bantam对于Yki引起的组织的过度增殖也是必需的,过表达Bantam能够恢复Hippo激活引起的组织过度凋亡、生长抑制的现象。我们偶然在实验中发现Bantam特异性地在果蝇肠前体细胞中表达。为了进一步研究Bantam在肠干细胞增殖、分化等稳态维持过程中的作用以及探索其中的机制,我们在果蝇肠干细胞中过表达Bantam,发现它能够明显促进干细胞的增殖;Bantam缺失会使克隆生长受抑制,而且在肠前体细胞中降低Bantam的活性明显抑制由Hippo通路失活引起的干细胞过度增殖的现象;通过进一步的遗传学实验发现Bantam只是介导了Hippo信号通路失活引起干细胞的增殖,而并不参与EGFR通路激活和Notch通路失活引起的干细胞增殖;我们也在成熟的肠上皮细胞中过表达Bantam,发现它并不参与Hippo信号通路非细胞自主性的调控过程。Hippo信号通路主要通过上游一系列的激酶级联反应,磷酸化下游的核心辅转录因子YAP/TAZ/Yki,使其滞留在细胞质中并被降解,从而抑制下游靶基因的转录,YAP/TAZ/Yki的活性可以作为经典Hippo信号通路活性的标志,所以我们利用人全基因组SMARTpool siRNA文库,建立了以YAP核质定位和蛋白质水平为检测标志的高通量筛选方法,然后通过在不同的细胞系以及利用Set-of-4单条siRNA文库进行验证,找到了能够特异性地调控YAP定位以及YAP蛋白水平的基因,这也验证了我们全基因组筛选的可行性。同时我们利用生物信息学方法对全基因组的数据进行挖掘,寻找Hippo-YAP通路的普遍的调控机制。
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