TET蛋白的去甲基化机制及其在调控小鼠发育过程中的作用

TET(Ten-eleven translocation)蛋白家族共有3个成员,分别为TET1、TET2和TET3,均属于α-酮戊二酸(α-KG)和Fe2+依赖的双加氧酶,可以将5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine,5 m C)氧化为5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine,5 hm C)、5-甲酰基胞嘧啶(5-formylcytosine,5 f C)及5-羧基胞嘧啶(5-carboxylcytosine,5 ca C)。研究表明,TET蛋白通过不同机制以主动或被动的方式调控DNA去甲基化,且去甲基化的活性可能受其他因子的调控。TET蛋白广泛参与哺乳动物发育过程的调节,其中在原始生殖细胞的形成、胚胎发育、干细胞多能性及神经和脑发育等方面发挥了重要作用。TET蛋白生物功能的发现为表观遗传学研究开辟了全新的研究领域,而且相关研究结果对拓展生命科学研究具有重要意义。文章综述了TET蛋白家族的结构、去甲基化分子机制及在小鼠发育过程中的作用,为深入了解TET蛋白的功能提供理论基础。

MDMPR:小鼠发育代谢表型库

小鼠发育代谢表型库(Mouse Developmental and Metabolic Phenotype Repository,MDMPR)是一个致力于小鼠资源和表型数据实时共享的开放性平台,它依托于科技部重点研发计划“发育编程及其代谢调节”专项项目“建立小鼠发育代谢表型库”。该项目预计在5年内完成500个发育代谢相关小鼠敲除模型的建立,并对其表型数据进行标准化的解析、建立表型数据库。MDMPR作为一个资源及数据集成的库,由多个子系统作为支撑,包括ES细胞数据库、项目管理系统、繁育管理系统、精子库管理系统、表型分析系统,信息化管理深入到项目中每个环节,从基因突变ES细胞制备、基因突变小鼠制备、小鼠繁育,精子冻存到最终的表型分析、数据处理及展示,保证了MDMPR产生数据的真实性及实时性。MDMPR除了不断地推进项目进行,增加自身产生的数据外,也在积极的整合其他的资源及数据,如人特异性基因敲除ES细胞库、蛋白相互作用数据库(STRING)、核心转录调节环路(dbCoRc)和Enhancer-Indel数据库,今后还将进一步整合,帮助发育代谢及其他领域的研究人员能够一站式的获取所需资源和数据、加快研究进程,最终服务于全人类的医疗事业。

聚苯乙烯微塑料对小鼠生长发育和肝脏脂质代谢的影响

背景:塑料作为耐用、廉价、易于制造的有机合成高分子材料被广泛应用,同时塑料耐高温、耐酸碱、耐腐蚀的特性使其在自然界难以降解,最终形成数量庞大的微塑料污染威胁人类身体健康。目的:探究微塑料暴露对小鼠生长发育和肝脏脂质代谢的影响。方法:20只雄性C57BL/6J小鼠适应性喂养1周后,采用随机数字表法分为正常组与微塑料组,每组10只,正常组小鼠予以普通饮食,自由饮水,饮用4周;微塑料组小鼠予以普通饮食,自由饮用1000μg/L的微塑料(聚苯乙烯)水,饮用4周。饮水2,4周后,检测小鼠体质量与抓力、血脂与肝肾功能、肝脏超声形态及病理形态与肝脏脂质沉积情况。结果与结论:①随着时间的延长,两组小鼠体质量逐渐增加,微塑料组小鼠饮水2,4周后的体质量大于正常组(P<0.05);随着时间的延长,正常组小鼠抓力逐渐升高,微塑料组小鼠抓力先降低后升高,微塑料组饮水4周后的抓力低于正常组(P<0.05);②肝脏超声检查显示,与正常组比较,微塑料组小鼠饮水2,4周后的肝脏超声回声信号增强;③苏木精-伊红染色显示,微塑料组小鼠饮水2,4周后的肝细胞形态无明显变化,但可见炎性细胞浸润;油红O染色显示,微塑料组小鼠饮水2,4周后肝脏可见明显脂质沉积;④与正常组比较,微塑料组小鼠饮水2周后的血清高密度脂蛋白胆固醇、三酰甘油、天门冬氨酸氨基转移酶水平均降低(P<0.05),饮水4周后的血清三酰甘油浓度降低(P<0.05);⑤结果表明,微塑料可能导致小鼠体质量增加、体力下降及肝脏脂质代谢异常。

维生素A缺乏对小鼠胚胎Hox-3.5 mRNA表达与胚胎发育关系的研究

目的 :探讨Vit.A缺乏对胚胎Hox-3.5mRNA表达的影响及其与胚胎发育的关系。 方法 :初断乳的昆明种雌鼠 ,随机分为正常对照组(N)、Vit.A缺乏组(A)、妊娠第0d补充Vit.A组(B)和妊娠第7d补充Vit.A组(C)。按AOAC方法建立孕鼠Vit.A缺乏模型。在妊娠第12d ,一半孕鼠剖腹取出胎鼠 ,采用原位杂交方法检测小鼠胚胎Hox-3.5mRNA的表达 ,同时检测孕鼠血清Vit.A水平。另一半孕鼠在妊娠第19d剖腹取胎 ,用于检查胚胎发育。 结果:孕鼠血清Vit.A缺乏时 ,孕12d胚胎组织Hox-3.5mRNA的含量明显减少 ;妊娠第0d补充Vit.A ,Hox-3.5mRNA的含量与N组无显著性差异 ;妊娠第7d补充 ,Hox -3.5mRNA的含量虽比A组增加 ,但仍明显低于N组。此外 ,Vit.A缺乏使胎鼠的体重、身长、尾长明显小于正常对照组(P<0.05) ,且出现脑膨出及细小肾等畸形。GD7补充Vit.A组明显好于Vit.A缺乏组 ,但与正常对照组相比仍有差异。交配后0d补充Vit.A组与正常对照组无差异。 结论 :Vit.A缺乏对胚胎发育的影响可能与Vit.A在转录水平调控Hox-3.5mRNA的表达有关。

中药复方“促孕散”不同溶剂提取物对小鼠生殖器官发育影响研究

目的:筛选中药复方"促孕散"主要活性成分。方法:比较中药复方"促孕散"石油醚提取物、乙醇提取物、水提取物三种不同溶剂提取物对21日龄雌性小鼠子宫增重、卵巢卵泡发育的影响。结果:乙醇提取物与空白组差异不明显。结论:中药复方"促孕散"主要活性成分为醇溶性成分。

小鼠颌骨发育过程中DMP1基因相关lncRNA的表达研究

目的研究C57小鼠不同发育时期颌骨中DMP1基因附近长链非编码RNA (lncRNA)的表达变化情况。方法利用lncRNA测序技术和实时定量PCR (RT-PCR)检测孕18 d (E18D)及出生后2周(2W)的C57小鼠下颌骨组织样本中DMP1基因位置附近的lncRNA表达变化,分析其与DMP1基因表达变化的关系。结果 E18D组与2W组间有6 617条差异表达的lncRNA (∣log2 (2W/E18D)∣>1且控制错误发现率<0.01),其中有5条lncRNA在DMP1基因上游或下游300 000 bp以内。RT-PCR分析显示,2W组中DMP1和lnc19450的表达较E18D组降低,而lnc30219、lnc8292、lnc30219和lnc32865的表达较E18D组上升(P均<0.05)。结论 lnc19450的表达与DMP1基因的表达趋势一致,lnc30219、lnc8292、lnc30219和lnc32865的表达与DMP1基因的表达趋势相反,推测lnc19450、 lnc30219、 lnc8292、lnc30219和lnc32865可能在DMP1基因的表达调控起着重要的作用。

成纤维细胞生长因子信号通路在小鼠牙齿发育中的表达及其作用

小鼠牙齿发育是一个外胚层来源的上皮和神经嵴来源的间充质相互作用的过程。在这个相互作用过程中,成纤维细胞生长因子(FGFs)信号通路在牙齿发生位置的确定,牙齿发育的起始、细胞的增殖分化和牙齿的形态建成等方面都发挥着重要作用。该家族由23个配体(Fgf1-23)组成,通过4种特异性受体(FGFR1-4)来发挥作用。本文综述FGFs信号通路的配体和受体在小鼠牙齿发育中具体的表达模式及其作用。

尼古丁影响小鼠胚胎发育的分子机制初探

目的:探讨不同剂量的尼古丁对小鼠胚胎组织器官发育的影响及其分子机制。方法:以妊娠期雌鼠为评价模型,通过皮下注射不同浓度的尼古丁,在E18.5时解剖获取胚胎并称重,同时采集各组织器官,应用HE染色观察相关组织的病理学变化,并采用qRT-PCR检测相关基因表达水平的变化。结果:与对照组相比,尼古丁对小鼠E18.5胚胎的脑、肺、肝脏、肾脏有明显损伤;qRT-PCR分析显示血管形成相关基因(VEGF-α)、神经生长相关基因(Egr-1)及细胞生长分化相关调控基因(c-FOS)有显著的表达差异,其中VEGF-α在心脏和肾脏中表达下调,Egr-1在肺和肾脏中表达上调,c-FOS在脑、心脏和肺中表达上调。结论:妊娠期母鼠注射尼古丁会对小鼠胚胎的脑、肺、肝脏、肾脏产生明显损伤,并导致VEGF-a、Egr-1及c-FOS基因表达异常。

印记基因Dlk1在小鼠胚胎发育中的表达分析

目的:研究印记基因Dlk1在小鼠胚胎发育过程中的动态表达模式,以揭示Dlk1与胚胎发育的关系。方法:通过半定量PCR和定量PCR分析Dlk1在小鼠胚胎发育E8.5～E19.5的基因表达模式,并选取Dlk1表达量最高的时期进行胚胎切片原位杂交和组织定量PCR分析。结果:在小鼠胚胎发育E8.5～E15.5时,Dlk1的表达逐渐升高,在E15.5时表达量达到最高;E15.5～E19.5时,Dlk1表达有所下降,但仍然维持较高水平。E15.5切片原位杂交显示,垂体、肺脏、软骨、舌和背侧肌肉组织中Dlk1表达较高,组织定量PCR实验进一步证实了原文杂交的结果。结论:Dlk1在小鼠胚胎发育中后期持续表达,并呈现一定的组织特异性,对胚胎发育可能起重要的调节作用。

体外受精对小鼠早期生长发育的影响及性成熟期血清生化指标的分析

目的研究体外受精技术对小鼠早期生长发育的影响,了解性成熟期小鼠的生理状况。方法将体外受精的2-细胞胚胎植入假孕母鼠输卵管,待胚胎发育至14 d胚龄,手术取出,称胚胎重;另有部分母鼠自然产下仔鼠,称取仔鼠的出生重;待其成长至性成熟期(6周龄),取血测其血清生化指标。结果体外受精小鼠14 d胚胎重比对照组高16.5%(P<0.001);仔鼠初生重比对照组高13.2%(P<0.001);而性成熟期小鼠的血清生化值与对照组无明显差异。结论体外受精影响小鼠早期胚胎发育,但不影响性成熟期小鼠的血清生化值。

3110009F21Rik基因在小鼠胚胎发育中的表达研究

目的：探讨小鼠胚胎发育过程中3110009F21Rik基因的时空特异性表达模式,为后续功能研究奠定基础。方法：对E15.5小鼠胚胎脑组织进行印记分析,检测基因的印记表达状态;应用全胚胎和组织原位杂交技术检测3110009F21Rik基因在E9.5~E15.5小鼠胚胎中的特异性时空表达模式。结果：印记分析显示3110009F21Rik基因在E15.5脑组织中为父母本等位基因双表达;原位杂交结果显示3110009F21Rik基因在E9.5~E15.5脑组织中持续表达,在E9.5~E11.5主要脏器中未检测到,但自E12.5开始在主要脏器中持续表达,随着发育进程进行,目的基因在胚胎骨骼中的相对表达水平逐步升高,至E15.5阶段大部分骨骼中都检测到目的基因表达。结论：3110009F21Rik基因在脑组织中的持续表达和表达模式的动态变化提示其可能参与胚胎发育过程中大脑神经网络的构建,其在软骨原基和软骨中的相对表达逐渐增强表明其可能参与了小鼠胚胎过程中骨的发育和形成及软骨分化。

Gsα调控小鼠大脑皮层发育

异源三聚体G蛋白激活alpha亚基(Gsα),是一种普遍存在的鸟苷酸结合蛋白,调节受体介导的胞内cAMP信号通路进而参与调控细胞的生命活动。目前Gsα信号通路的研究主要在生物化学和药物方面,但在小鼠大脑皮层发育中的作用还没有详尽的描述。本研究首先利用cre-loxP系统在小鼠大脑皮层神经前体细胞中成功敲除Gsα基因;其次,通过收集出生后不同天数的正常小鼠和敲除小鼠,统计分析后发现敲除鼠的脑重和体重减轻;最后,对小鼠大脑做切片后染色,发现在小鼠大脑皮层条件性敲除Gsα基因的成年鼠中表达thy1-EGFP(增强绿色荧光蛋白)的神经元的数量减少,皮层形成异常。由此推测,Gsα在小鼠大脑皮层发育中发挥重要作用。

Cwc15家族同源基因mED1在小鼠早期胚胎发育中的表达模式(英文)

RNA选择性剪接机制涉及基因表达模式的多样性、胚胎发育的调控和疾病的发展与转归.Cwf15/Cwc15蛋白家族与RNA剪接体的功能相关,其基因序列在很多物种之间是十分保守的.然而,在哺乳类,Cwf15/Cwc15基因的表达模式和生物学功能研究至今未见实验性研究报道.本文首次报道了Cwc15家族同源基因mED1在小鼠早期胚胎发育过程中的表达规律.RT-PCR结果表明,mED1基因的转录水平从小鼠桑葚胚到器官形成期呈逐渐上升趋势;整体原位杂交结果显示mED1基因主要在小鼠6.5-dpc胚胎的ICM、8.5-dpc胚胎的神经褶衍生物和10.5-dpc的头部、鳃弓和体节中表达.说明mED1基因参与了小鼠胚胎的早期发育.此外,GFP-融合蛋白的亚细胞定位实验表明,mED1蛋白具有核定位的功能(剪接体蛋白的必要特性),验证了其核定位序列(NLS)的预测.本文是关于Cwc15家族基因的首次实验研究报道.

与小鼠小脑发育相关的一种长非编码RNA Gm2694的鉴定

目的鉴定与小鼠小脑发育相关的长非编码RNA,并验证其各剪接变异体的存在。方法用芯片技术分析小鼠小脑发育不同阶段RNA的表达差异;用实时定量PCR技术对芯片结果加以验证;针对目的 RNA,验证其各剪接变异体的存在及在小鼠小脑中的表达量。结果 1)长非编码RNA Gm2694在小鼠小脑发育过程中呈动态变化趋势;2)其在小鼠小脑中特异性表达;3)在小鼠小脑中检测到Gm2694有8种表达水平各不相同的剪接变异体,其中除Ensembl数据库预测的7个之外,发现了1个新的表达于小脑的剪接变异体。结论 Gm2694是一种在小鼠小脑特异性表达的长非编码RNA,存在8种表达量各不相同的剪接变异体。

mED2——一个小鼠胚胎发育的新基因(英文)

克隆参与胚胎发育的新基因并研究其表达规律和功能是揭示胚胎发育的基因调控机理的重要途径。囊胚形成和原肠形成是哺乳动物胚胎发育过程中的两个关键阶段。囊胚阶段发生了胚胎的第一次分化,是细胞多能性和分化的一个转折点。此时涉及的基因活动,既有维持胚胎干细胞全能性或多能性的基因活动,又有按照预定发育模式参与胚胎定向分化的基因活动。原肠期是胚胎发育过程中的第二个关键转折点,涉及到3个胚层的形成和细胞命运决定等多种变化。在这个时期胚胎获得了胎儿原基的所有信息,新组织的产生和细胞迁移的再生组织与形态发生、细胞增殖、细胞分化、模式形成等存在着非常复杂而相互协调的关联。大多数细胞正由原来的多潜能逐渐向寡潜能发展,控制组织器官形态建成的基因正逐渐开启。这两个时期的基因表达图式、特征和种类会有很大的差异和变化,因此研究这两个时期的新基因的表达规律和功能,将是了解胚胎发育的基因调控机理的重要途径。文章以这两个时期胚胎为原始材料,利用减法杂交方法克隆到一新的小鼠胚胎基因mED2,对其进行了表达规律和生物学功能的初步分析。RT-PCR-Southern和原位杂交实验表明,mED2基因转录水平具有发育阶段的依赖性;随着发育过程的进行,其表达主要在胚神经系统和中胚层衍生的组织表达。mED2基因活性的knockdown对于合子的卵裂和植入前早期胚胎发育均有抑制作用。亚细胞定位实验表明,mED2基因编码的蛋白基本定位于细胞核膜及其临近的内膜细胞器(粗糙内质网和高尔基体)。根据生物信息学分析,mED2蛋白可能为一跨膜蛋白且与含有硫氧还蛋白结构域的蛋白有部分匹配。由此推测mED2基因参与了小鼠植入前早期胚胎发育,其基因产物可能通过蛋白之间的相互作用,即对蛋白进行后期修饰、折叠及行使分子伴侣等作用来活化或抑制其靶蛋白的活性,进而参与小鼠的早期胚胎发育。

利用谱系示踪研究小鼠胚胎发育早期的Flk1^+细胞

目的:了解中胚层来源的Flk1^+细胞在小鼠胚胎发育早期不同部位的分化情况,进而探索Flk1^+细胞是否在血管发育过程中有分化为周细胞等间质谱系的潜能。方法:基于Cre-LoxP系统的条件型基因敲除研究策略,利用Flk1-Cre小鼠和ROSA26报告小鼠进行谱系示踪研究。用GFP^+群体示踪Flk1^+细胞群体的命运。结合中胚层标志Flk1,造血细胞特异性标志CD45,内皮细胞特异性标志CD31、CD144以及Emcn(endomucin),周细胞特异性标志PDGFRβ和NG2,利用免疫组织化学、免疫荧光等组织检测和流式细胞术探究所关注的问题。结果:对谱系示踪小鼠Flk1-Cre;ROSA26-EYFP在胚胎发育早期不同部位的免疫组化结果显示,在背主动脉、肢芽及卵黄囊等多处造血位点周围Flk1^+细胞来源的GFP^+群体中,观察到除了造血细胞、沿血管壁特异性分布的CD31^+/Emcn^+典型内皮细胞外,还有间质样细胞等多种类型的群体。组织学研究显示这群表达在血管周围的既非造血又非内皮的细胞是周细胞。流式细胞术分析也证实,Flk1^+细胞贡献了周细胞。此外,在如背主动脉、肢芽等部位造血位点周围的GFP^+群体中还观察到小部分形态为间质样的CD31^+CD140B^+细胞群体。结论:在胚胎发育早期,中胚层来源的Flk1^+群体不仅贡献了造血、内皮、以及肌肉等谱系,还贡献了包括周细胞在内的间质谱系。推测观察到的CD31^+CD140B^+细胞群体可能是由Flk1^+祖细胞分化而来的内皮细胞,正经历着内皮间质转化EndMT,逐渐丢失内皮表面特异性标志,同时也开始表达周细胞表面标志。

Dlx1的天然反义转录物在大脑发育中的功能探索

目的探索Dlx1的天然反义转录物(Dlx1as)在小鼠大脑发育过程中的功能。方法根据生物信息学分析与分子生物学实验验证Dlx1as是否具有多聚腺苷酸尾,采用实时定量PCR检测Dlx1as与Dlx1 mRNA在小鼠大脑发育过程中随时间的变化,利用原位杂交的技术比较Dlx1as与Dlx1 mRNA空间表达谱。结果 Dlx1as具有多聚腺苷酸尾,在小鼠的胚胎发育过程中,从E14.5到E18.5高表达,与Dlx1 mRNA在各时间点表达水平虽比较接近,但在表达区域存在互补的特点。结论 Dlx1as在小鼠大脑发育过程中有一段时间的高表达,与蛋白编码基因Dlx1 mRNA空间互补,推测其可能是通过调控Dlx1 mRNA来影响小鼠的大脑发育。

生殖细胞及体细胞相关标记蛋白在小鼠胚胎雌雄生殖嵴的表达差异研究

目的比较小鼠胚胎雌雄生殖嵴发育过程中的生殖细胞及体细胞相关标记蛋白的表达差异。方法运用免疫荧光技术分别在雌、雄小鼠12.5、13.5、14.5、18.5dpc(days postcoitum)及1dpp(days postpartum)的生殖嵴中标记DDX4(DEAD Asp-Glu-Ala-Asp box polypeptide 4)、OCT4(POU domain,class 5,transcription factor 1)、GATA4(Transcription factor GATA-4)、FOXL2(Forkhead box protein L2)、SOX9(Transcription factor SOX-9)、γ-H2AX(The phosphorylated form ofHistone H2AX)及磷酸化RB1(Retinoblastoma-associated protein)(P-RB1)。观察这些蛋白质在小鼠胚胎的不同时间点雌雄生殖嵴中的表达变化情况。结果 DDX4在早期胚胎各阶段雌、雄生殖嵴的生殖细胞呈现持续的表达;FOXL2和SOX9分别在早期胚胎雌、雄生殖嵴的体细胞持续表达;而其它标记蛋白(OCT4、GATA4、γ-H2AX和P-RB1)在早期胚胎不同阶段却呈现差异表达模式,OCT4在雄性生殖嵴的生殖细胞各个阶段均有表达,而在雌性生殖嵴14.5dpc已不表达;GATA4在雄性生殖嵴的体细胞各个阶段均有表达,但在雌性生殖嵴18.5dpc已不表达;γ-H2AX在雌性生殖嵴18.5dpc已不表达;P-RB1在雄性生殖嵴13.5dpc的生殖细胞开始不表达,而在雌性生殖嵴18.5dpc开始不表达。结论不同细胞组分功能蛋白的特异性表达模式对于早期胚胎生殖嵴的发育和分化起到重要作用。

小鼠植入后胚胎体外延时培养体系的应用进展

小鼠是研究哺乳动物中一种小型的模式生物,在研究非人灵长类以及人类胚胎之前,需要先在小鼠体内确定实验能否进行再转移到高等哺乳动物。现有体系的限制使小鼠胚胎只能在体外培养至E6.5,小鼠胚胎体外延时培养体系的建立对于理解胚胎植入后的关键事件以及分子机制有着非常重要的作用,更为人胚胎的发育研究提供有效平台。单细胞测序技术的发展为小鼠胚胎体外延时培养提供了新的可能,在这里我们介绍了小鼠植入后胚胎的普通体外延时培养体系、3D培养体系、单细胞测序技术在胚胎领域的应用,以及其未来可能的发展方向。