SHP-1在小鼠早期胚胎发育中的作用及其作用机制的研究

【摘要】生物体对体内环境变化以及外界刺激皆能产生应答反应，这些反应过程大多数是由蛋白质的构象变化所介导的，而蛋白质磷酸化是最常见的一种由蛋白激酶和蛋白磷酸酶这两种酶催化的一种可逆的蛋白质翻译后修饰方式。它是原核和真核生物细胞表达调控的关键环节，调节着几乎包括细胞的增殖、发育、分化、细胞骨架调控、细胞凋亡、神经活动、肌肉收缩、新陈代谢及肿瘤发生等生命活动的所有过程。SHP-1是一种广泛参与细胞增殖、分化、免疫、凋亡和细胞周期等细胞活动的蛋白磷酸酶，而其在早期胚胎发育中的作用还不清楚。STAT3能够被胞外细胞因子、生长因子等多肽类配体激活，参与调节细胞的增殖、分化和凋亡，在胚胎的早期发育、皮肤重建、免疫反应等生理过程中发挥重要作用。Nanog作为维持胚胎干细胞（embryonicstemcell，ES细胞）自我更新和多能性的关键因子，能够使终端分化细胞重新进入细胞周期而进行增殖活动。因此，我们选择并研究了SHP-1和Nanog基因在小鼠早期胚胎上的表达，并深入研究了SHP-1和Nanog在小鼠早期胚胎发育过程中的功能及其在F9细胞中的调控机制。1．SHP-1和Nanog基因在小鼠附植前胚胎中的表达及功能。结果表明：SHP-1基因在小鼠附植前胚胎中从合子期到8-cell期均有表达，在桑椹胚期和囊胚期无表达，而Nanog基因在合子期到8-cell期均无表达，在桑椹胚期以及囊胚期开始有表达；在8-cell期干扰Nanog的表达会导致胚胎发育阻滞，而在8-cell期过表达SHP-1同样也引起胚胎发育阻滞而且Nanog的表达量也有明显下调。这些结果都表明在早期胚胎发育过程中SHP-1基因和Nanog基因之间存在着一种拮抗关系。2.在F9细胞中，SHP-1参与Nanog表达水平的调控。利用过表达和干扰技术，我们发现过表达SHP-1可降低Nanog启动子活性，干扰SHP-1可提高Nanog启动子活性，RT-PCR以及western结果也表现出同样的结果。3.STAT3可以调节Nanog的表达。有研究表明STAT3可以结合到Nanog启动子区域从而调节Nanog的表达，在F9细胞中过表达STAT3时，NP-WT组Nanog启动子活性升高1.75倍，而NP-MUT组无活性变化，相反的，干扰STAT3时，NP-WT组Nanog启动子活性降低至35%，而NP-MUT组无活性变化。4.SHP-1能够调节STAT3活性。结果表明：STAT3可以作为SHP-1的作用底物，而且在过表达SHP-1时磷酸化的STAT3水平明显降低，而在干扰SHP-1时磷酸化的STAT3水平明显升高。5.SHP-1通过调节STAT3的磷酸化水平从而调节Nanog的表达量。通过对Nanog在启动子活性，mRNA水平以及蛋白水平上的检测，结果表明：在干扰STAT3的同时过表达SHP-1或是干扰SHP-1均可降低Nanog表达量，在过表达STAT3（Y705D）的同时无论是过表达SHP-1还是干扰SHP-1都可在启动子活性，mRNA和蛋白水平上提高Nanog的表达量；在过表达STAT3(Y705F)的同时过表达SHP-1可降低Nanog表达量，而干扰SHP-1可提高Nanog表达量。这说明SHP-1可以通过对STAT3磷酸化水平的调节从而介导Nanog的表达量。
【作者】殷松娜；
【导师】张涌；
【作者基本信息】西北农林科技大学，临床兽医学，2014，博士
【关键词】小鼠；附植前胚胎发育；Nanog基因；SHP-1基因；

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