维持胚胎干细胞自我更新的分子机制

调节胚胎干细胞(ESC)自我更新是一个复杂的分子信号系统,当这个信号系统处于总体平衡时,ES细胞的自我更新才能得以维持.只有明确了这些信号通路的功能才能实现对ES细胞的应用,并发展以干细胞为基础的下游技术.从重要的细胞因子LIF、Oct-4、Nanog等方面综述了ES细胞自我更新分子机制的研究进展.     

肠道干细胞功能的调节作用机制及其营养干预

肠道干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞，在维持肠道的稳态和肠道疾病的发生中具有重要的作用。肠道干细胞受到Wnt信号通路、Notch信号通路、Ras/Raf/Mek/Erk信号通路和BMP信号通路的共同调控。在日粮中添加不同的营养物质对于肠道干细胞具有干预作用，从而影响肠道的健康与稳态。本文就肠道干细胞功能调节作用机制及其营养干预来展开综述，以期为肠道稳态的维持和肠道疾病的治疗提供一定的思路。 [关键词] 肠道干细胞|调节|营养干预     

猪多潜能干细胞系的研究进展

猪多潜能干细胞是在体外建立起来的具有自我更新及三胚层分化潜能的一类干细胞,可应用于发育生物学研究、基因组编辑和疾病模型建立等各方面,在畜牧业生产及再生医学研究中具有重要的应用价值。培养体系对多潜能干细胞的成功构建具有重要意义,其包含多种成分,包括基础培养液、氨基酸等营养成分、小分子化合物(信号通路激活剂/抑制剂及细胞因子)共同维持细胞的多能性并抑制其分化。目前已有诸多关于猪多潜能干细胞的报道,但尚未获得高效的培养体系可以维持猪多潜能干细胞的长期传代并完成生殖嵌合。猪多潜能干细胞可分为原始态(Na6ve)、形成态(Formative)及始发态(Primed)3种不同多能性的状态特点,根据建系来源的不同分为猪扩展多潜能干细胞、猪胚胎干细胞、猪前原肠胚上胚层干细胞、猪诱导多能干细胞4种干细胞类型。作者综述了猪多潜能干细胞培养体系中常用的细胞因子和信号通路激活剂/抑制剂对猪多潜能干细胞的多能性和分化能力的影响和作用,为进一步建立具有真正生殖嵌合能力的Na6ve多能性的猪多潜能干细胞系提供研究思路。     

LiCl激活经典Wnt信号通路诱导猪骨骼肌卫星细胞向慢肌分化

Wnt/β-catenin信号通路参与调控细胞的增殖及分化,决定细胞的命运。LiCl通过抑制GSK-3β(glycogen synthetase kinase-3β)稳定细胞内β-catenin的表达。为研究Wnt/β-catenin信号通路在哺乳动物骨骼肌卫星细胞成肌分化过程中的作用。以原代培养猪骨骼肌卫星细胞为实验材料,将其培养在含有1%CEE和20%胎牛血清的GMEM培养液中,再用15 mmol/L LiCl诱导分化,并采用免疫荧光染色和Western blotting等方法检测经典Wnt信号通路中相关因子及成肌分化过程中细胞的蛋白表达。结果表明:LiCl处理猪骨骼肌卫星细胞后促进分化,p-GSK-3β、β-catenin、myosin及慢肌蛋白增加,p-β-catenin、GSK-3β及快肌蛋白减少,并且核内源性β-catenin增多。结果提示,激活Wnt/β-catenin信号通路促进骨骼肌卫星细胞成肌分化,并且诱导其向慢肌分化。     

哺乳动物肠道干细胞与Wnt信号通路研究进展

肠道干细胞(intestinal stem cells,ISCs)是位于胃肠道的一类具有持续增殖分化能力的细胞;Wnt信号通路是最早发现于果蝇体内的与胚胎发育和癌症发生相关的蛋白质作用网络,对维持肠内稳态具有多层次的调节作用。作者概述了肠道干细胞的研究进展和Wnt信号通路的主要作用,了解了肠道干细胞参与病理性炎性的过程,进而揭示了发育不良和慢性炎症导致癌症的分子机理。     

扁虫中Wnt信号通路的作用

高度保守的Wnt信号通路调控动物的生长发育、疾病、衰老和死亡等许多生命过程。笔者概述了扁虫(涡虫、绦虫和吸虫)中Wnt信号通路各成分的作用。涡虫中Wnt信号通路能准确指导再生,调节前后(AP)轴形成,维持肌肉细胞和干细胞中沿着AP轴的基因梯度表达,绦虫中Wnt信号通路参与节片的发育,在吸虫中学者们对wnt1、wnt2、wnt4和wnt5基因的功能进行过研究。最后浅谈目前扁虫中Wnt信号通路存在的问题及展望。     

Wnt/β-连环蛋白信号通路在哺乳动物子宫发育中的调控作用及其机制

机体内生理活动程序化的有序运行均依赖于不同信号传导通路之间的相互协调,其中Wnt(名称来源于果蝇无翅基因Wingless和小鼠致癌基因int-1)信号通路受到学者们的广泛关注,已经成为分子生物学和细胞生物学领域的研究热点。本文研究了Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路在哺乳动物子宫发育中的调控作用及其机制,综述了糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)、结肠腺瘤样息肉基因(APC)、支架蛋白(Axin)和成骨细胞抑制因子(Dkk)对Wnt/β-catenin信号通路的调控机制及Wnt/β-catenin信号通路的核内激活,旨在进一步揭示子宫内调节机制,并为子宫疾病的治疗提供借鉴。     

Wnt/β-连环蛋白信号驱动小肠上皮更新和再生机制的研究进展北大核心CSCD

肠道干细胞是小肠上皮程序性更新的源泉,其为肠上皮功能细胞的产生提供动力,进而实现肠道的屏障功能、吸收功能、免疫功能和内分泌功能等。同时肠道损伤后修复,即上皮再生过程,也是源于肠道干细胞的驱动。Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路是肠道干细胞命运决定的关键控制开关之一,能调节肠道干细胞的增殖和分化进程,维持肠道上皮细胞的有序结构和肠道内稳态。本文就Wnt/β-catenin信号在肠上皮更新和再生过程中的作用及调控机制作一综述,旨在为新型饲料添加剂的开发以及畜禽肠道健康管理提供依据。     

糖原合酶激酶-3介导β-catenin抑制猪流行性腹泻病毒的增殖

糖原合成酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,能够促进细胞内多种蛋白质的磷酸化,从而参与调控细胞的多种抗病毒功能。其中β-catenin是GSK-3信号通路下游的一个重要转录调节因子,能够被GSK-3磷酸化,磷酸化的β-catenin能够被细胞内泛素化蛋白酶体降解途径降解。为探究GSK-3/β-catenin在猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhoea virus,PEDV)复制过程中所发挥的作用,本研究通过在Marc-145细胞上分别抑制GSK-3的活性和Wnt/β-catenin通路后感染PEDV,检测结果显示,抑制GSK-3的活性后,β-catenin含量增加,并且能够抑制PEDV的增殖;抑制Wnt/β-catenin通路后,β-catenin含量降低,促进PEDV在Marc-145细胞上的增殖。结果表明,PEDV感染Marc-145细胞后,宿主细胞能够下调GSK-3的活性,并进一步上调β-catenin的含量,从而抑制病毒在细胞内的增殖。本研究从分子层面上解释了GSK-3介导β-catenin在病毒复制过程中的作用,为PED的防控与治疗提供了一定的指导意义。     

骨碎补总黄酮通过调节Wnt信号通路促进低氧环境中犬骨髓间充质干细胞成骨分化的研究

基于Wnt信号通路研究骨碎补总黄酮(GSB)对低氧环境中骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的影响。运用GSB干预低氧浓度(10%)环境中成骨分化培养的BMSCs 4周，试验分为常氧对照组、低氧组、GSB干预组，观察BMSCs钙结节沉积和碱性磷酸酶(ALP)活性水平，Western blot检测成骨分化蛋白骨钙素(OCN)、骨桥蛋白(OPN)、Ⅰ型胶原(COLⅠ)和Wnt信号通路相关蛋白GSK-3β、p-GSK-3β、β-Catnine表达水平。结果：与对照组相比，10%低氧浓度抑制BMSCs钙结节形成、ALP活性降低，成骨分化相关蛋白OCN、OPN、COLⅠ表达升高，Wnt信号通路GSK-3β表达降低，p-GSK-3β、β-Catnine表达升高(P<0.05);与低氧组相比，GSB能显著促进低氧浓度中BMSCs钙结节产生、ALP活性升高，OCN、OPN、COLⅠ表达升高，GSK-3β表达升高，p-GSK-3β、β-Catnine表达降低(P<0.05)。研究表明，GSB能够通过抑制Wnt信号通路，促进低氧条件下BMSCs向成骨方向分化。     

Nanog基因的生物学功能研究进展

胚胎干细胞具有无限增殖能力和多向分化潜能决定了它在医学及生物学基础研究中具有巨大的应用潜力。探索维持胚胎干细胞特性的分子机制成为胚胎干细胞的生物学研究中的热点。研究发现与维持胚胎干细胞多能性相关的基因有Oct4、Nanog、Sox2等，其中Nanog是2003年5月末发现的一个基因，它对维持胚胎干细胞多能性起关键性作用，能够独立于L1F/Stats维持ICM和ES细胞的多能性。几年来，Nanog的生物学功能及其与Oct4、Sox2等多能性维持基因之间的相互作用关系已有较为深入的研究。作者在综述Nanog基因的表达特征和功能的基础上，重点探讨Nanog基因表达调控以及Oct4、Sox2等多能性维持基因之间的相互作用关系，并展望其应用前景。     

Wnt5a介导Wnt/Ca2+通路对BCG诱导牛原代肺泡上皮细胞自噬的调控作用

旨在探讨体外分离培养牛肺泡上皮细胞（bovine alveolar epithelial cells,BAECs）的方法及Wnt5a对牛结核分枝杆菌卡介苗（bacille Calmette-Guérin,BCG）感染BAECs细胞自噬的调控机制。试验选用酶联合消化法和机械刮刷法分离细胞,差速贴壁法纯化BAECs,免疫荧光染色检测上皮细胞标志物角蛋白14（cytokeratin 14,CK14）和角蛋白5（cytokeratin 5,CK5）的表达;BCG感染BAECs,并用Box-5抑制Wnt5a的表达,Western blot和免疫荧光染色检测自噬相关蛋白及非经典Wnt信号通路相关蛋白的表达。结果表明,采用酶联合消化法和机械刮刷法能够成功分离纯度较高的BAECs,细胞经CK14和CK5鉴定为阳性;BCG感染BAECs促进Wnt5a表达,增加细胞自噬,Box-5预处理下调BCG诱导的细胞自噬相关蛋白LC3II、P62、Atg7及Atg5的表达,且抑制非经典Wnt/Ca²⁺信号通路相关蛋白Wnt5a、CaMKII及NFAT的表达。综上,试验成功建立BAECs分离培养方法,BCG感染增加BAECs内Wnt5a表达和细胞自噬,抑制Wnt5a下调BCG诱导的BAECs细胞自噬,且Wnt5a是通过非经典Wnt/Ca²⁺信号通路调控BCG诱导的BAECs细胞自噬。     

Establishment of ES cells from inbred strain mice by dual inhibition (2i)

A number of mouse ES cells from inbred strains have been established to date, but efficiency varies across the different strains. The 129 strain mouse is efficient to establish, whereas C57BL/6 and BALB/c strains are not. It is possible that their genetic backgrounds account for the difference in their ability to establish ES cell lines. In this study, we attempted to establish C57BL/6J and BALB/c Cr ES cells by dual inhibition (2i) using two inhibitors (PD0325901 and CHIR99021) of extracellular signal regulated-kinase (ERK) and glycogen synthase kinase-3 (GSK-3), which promote ES cell differentiation. The results revealed that the establishment efficiencies of C57BL/6J and BALB/c Cr ES cells were remarkably increased by 2i. These ES cells stably expressed pluripotent markers and generated high-contribution chimeras with germline transmission. Furthermore, we generated germline chimeras from C57BL/6J ES cells through the method of gene modification. These findings indicate that 2i is a powerful tool for establishing C57BL/6J and BALB/c Cr ES cells with the ability to generate germline chimeras.     

孕酮对奶牛子宫内膜上皮细胞Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白表达的影响

为研究孕酮对奶牛子宫内膜上皮细胞Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白表达的影响,本试验以原代奶牛子宫内膜上皮细胞为材料,添加不同浓度孕酮(0、1、3、5 ng/mL)对其培养,采用CCK-8法检测孕酮对细胞增殖的影响;免疫印迹法检测孕酮对Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白表达的影响。结果表明:与对照组相比,添加1、3 ng/mL孕酮组奶牛子宫内膜上皮细胞增殖率提高(P>0.05),5 ng/mL孕酮组细胞增殖率降低(P>0.05);与对照组相比,1 ng/mL和3 ng/mL孕酮组Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白β-catenin、cyclin D1和c-Myc的表达水平均升高(P<0.01),而5 ng/mL孕酮则抑制了β-catenin的表达(P<0.05),且cyclin D1和c-Myc蛋白表达较3ng/mL孕酮组有下降趋势(P>0.05)。综上,高浓度孕酮抑制了体外培养的原代奶牛子宫内膜上皮细胞Wnt/β-catenin信号通路的激活和表达,提示该信号通路参与了奶牛产后子宫复旧延迟进程,为进一步研究奶牛子宫内膜的发病机制提供思路。     

Inactivation of the Wnt/β-catenin signaling contributes to the epithelial barrier dysfunction induced by sodium oxalate in canine renal epithelial cells

High oxalate consumption has been recognized as a risk factor for renal calcium oxalate stones in companion animals (dogs and cats). However, the cellular signaling involved in oxalate-induced dysfunction in renal tubular epithelial cells remains not fully elucidated. In this study, Mardin–Darby canine kidney (MDCK) cells, an epithelial cell line derived from canine kidney tubule, were tested for cell proliferation activity and barrier function after being exposed to sodium oxalate (NaOx). Further, the involvement of Wnt/β-catenin in NaOx-induced renal epithelial barrier dysfunction was evaluated. MDCK cells treated with NaOx exhibited reduction in cell proliferation and migration. Besides, NaOx exposure led to a decrease in transepithelial electrical resistance and an increase in paracellular permeability. The deleterious effects of NaOx on epithelial barrier function were related to the suppressed abundance of tight junction proteins including zonula occludens, occludin, and claudin-1. Of note, protein levels of β-catenin and phosphorylated (p)-β-catenin (Ser552) in MDCK cells were repressed by NaOx, indicating inhibitory effects on Wnt/β-catenin signaling. An inhibition of glycogen synthase kinase-3β (GSK-3β) by SB216763 enhanced the abundance of β-catenin and p-β-catenin (Ser552), and protected against epithelial barrier dysfunction in NaOx-treated MDCK cells. The results revealed a critical role of Wnt/β-catenin signaling in the epithelial barrier function of MDCK cells. Activation of Wnt/β-catenin signaling might be a potential therapeutic target for the treatment of oxalate-linked renal stones.     

骨骼肌卫星细胞自我更新的研究进展

骨骼肌卫星细胞（skeletal satellite cells）是一类位于骨骼肌纤维细胞膜与基底膜之间的成体干细胞,在骨骼肌损伤修复过程中起着重要的作用。随着研究的不断深入,人们对骨骼肌卫星细胞的功能及其作用机制了解也越来越多,但目前仍存在着许多未解之谜。骨骼肌卫星细胞是如何进行自我更新调控的,研究者们提出了骨骼肌卫星细胞进行自我更新的模式假说及其可能的信号转导通路,作者对其最新研究进展作一概述。