NOTCH 信号通路在体外培养的鹿茸干细胞中的表达

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1、Notch信号通路在体外培养的鹿茸干细胞中的表达耿涛1,2杨福合1邢秀梅1李春义1*（1.中国农业科学院特产研究所吉林省特种经济动物分子生物学省部共建实验室特种经济动物种质资源遗传改良重点开放实验室吉林132109；2.江苏科技大学镇江212018）NotchSignalingPathwayExpressedinCulturedAntlerStemCellsCulturedinsikadeer12111GENGTaoYANGFe-heXINGXiu-meiLIChun-yi*(1．InstituteofSpecialWi

2、ldEconomicAnimalandPlantScience,CAAS.Jilin132109；2.JiangsuUniversityofScienceandTechnologyzhenjiang212018)摘要：notch信号通路是一条进化上十分保守的信号转导系统，在调节干细胞增殖、分化和凋亡方面起到重要作用。研究表明，鹿生茸区骨膜(AP)和角柄骨膜(PP)分别含有鹿茸发生和再生的干细胞。应用RT-PCR的方法对离体培养AP和PP细胞进行检测，得出notch信号通路各信号因子在两种细胞中的表达情况。结果：notch

3、-1、notch-2、notch-4、dll-4、jagged-1、jagged-2、hes-1等信号因子在这两种干细胞中均有不同程度的表达，说明notch信号通路可能参与了他们的增殖、分化的调控。关键词：notch信号通路；生茸区骨膜；角柄骨膜；鹿茸再生；鹿角是哺乳动物中唯一能够再生的器官，是研究器官再生的良好的生物学模型。鹿茸虽然为鹿头部的骨质衍生物，但其生长和脱落都在永久性的骨桩，即角柄上进行。研究表明，生茸区骨膜(AP)是角柄和鹿茸发生的组织基础，而角柄骨膜则是鹿茸再生的组织基础。进一步的研究证明AP和PP细胞是

4、具有多种分化潜能的干细胞。在干细胞增殖分化调控中，信号通路是目前大多数学者研究的方向，并在干细胞中发现了多条信号通路，因此在AP、PP细胞中可能存在有一条或者多条信号通路来控制其自我增殖和分化。研究AP和PP两种细胞增殖分化的调控机制对研究鹿茸再生，进而研究器官再生具有深远的意义。与鹿茸再生模型相近的是啮齿类动物的切牙模型。大鼠的切牙终生不断生长萌出,是一类特殊的牙齿。白玉娣等研究表明Notch信号途径存在于体外培养的根尖蕾细胞中,可能与其中干细胞的增殖、分化功能相关,在维持干细胞的分裂、增殖方面起作用。Notch是进化

5、高度保守的细胞间信号分子,决定其邻近细胞命运。通过结合配体Delta或Jagged在干细胞和周围细胞间传递信号，其主要作用是抑制各种干细胞的分化,促进其分裂增殖。因此notch-delta信号通路可能参与了AP、PP细胞增殖、分化的调控。Notch信号通路是一条进化上十分保守的信号转导系统。大量的研究表明，notch广泛表达于从无脊椎动物到哺乳动物等多个物种。Notch受体在邻近细胞产生的配体的活化作用下，通过一系列分子间的相互作用，精确地调控各谱系细胞的增殖分化。Notch信号转导通路由受体、配体和DNA结合蛋白3部分

6、组成。果蝇中存在Notch受体和两个配体Delta和Serrate。哺乳动物中有4个同源Notch受体和5个同源配体，其中同源受体是Notch1-4，同源配体有两类：Delta样配体，分别为Dll1、Dll3、Dll4；Serrate样配体，分别为Jagged1和Jagged2。DNA结合蛋白(hairyenhancerofsplit,HES)是notch通路中一种重要的下游靶基因的产物。它是一类含有特征性α螺旋-环-螺旋(αHLH)结构的DNA结合蛋白。目前，在脊椎动物中已克隆了HES1-6共6种HES分子，其中HES

7、1分子表达最为广泛，对其研究也较为深入。HES分子可结合在特定分化效应基因的启动子上，与转录共抑制分子TLE形成复合物，从而抑制靶基因的转录，在调节多种细胞分化、增殖的Notch信号途径中起关键作用。Notch信号主要通过促进HES1和HES5基因的转录而下传。HES1、5的表达受Notch信号的调节，因此检测HES1、5的表达水平可间接反映Notch信号的强弱。本课题意在研究notch信号通路在鹿茸生茸区骨膜细胞(APcell)和角柄骨膜细胞(PPcell)的表达情况，为进一步研究该信号通路的表达水平及调控机制，以及鹿

8、茸发生和再生的调控奠定分子基础。1材料与方法1.1材料1.1.1AP、PP细胞：用组织块培养法获得细胞。具体操作如下：在无菌条件下，取骨膜组织，去除结缔组织和凝血，剪成1毫米×1毫米的小块，用1克/升Ⅰ型胶原酶37℃消化一定时间，显微镜下观察消化结果，离心吹打成悬液，接种于含体积分数10%的胎牛血清，1×105单位/