Drp1和Parkin在干細胞多能性維持和重編程過程中的作用.pdf

1、線粒體是細胞內(nèi)一個重要的細胞器，能為細胞提供能量，還參與細胞的衰老、凋亡以及細胞生長分化的調(diào)控，研究發(fā)現(xiàn)線粒體的形態(tài)和代謝過程在分化的細胞和多能性干細胞中有明顯不同。Drp1是體細胞線粒體分裂過程中的一個關(guān)鍵蛋白，胞質(zhì)中的Drp1會定位在線粒體外膜上參與線粒體的分裂，對線粒體的動態(tài)平衡具有重要的作用;Drp1敲除會影響小鼠的神經(jīng)發(fā)育，所產(chǎn)生的后代有發(fā)育缺陷而且在胚胎發(fā)育的d11.5-12.5會導(dǎo)致胚胎致死，Drp1的定位異常還可以促進生

2、物體內(nèi)神經(jīng)退行性病變。Parkin是由PARK2基因所編碼的具有E3泛素-蛋白連接酶活性的蛋白，能促進一些特定蛋白底物的泛素化和降解包括Drp1;Parkin對于維持線粒體的形態(tài)和功能也有重要的作用，其突變和帕金森氏病有著密切的關(guān)系，但是在該疾病中Parkin的致病機制目前研究的還不是太清楚。iPS細胞是由已分化的細胞誘導(dǎo)而來的具有多能性的細胞，具有自我更新的能力并且可以分化形成多個胚層，研究發(fā)現(xiàn)iPS細胞中的線粒體形態(tài)與干細胞相同，誘

3、導(dǎo)過程使線粒體形態(tài)發(fā)生變化，回到干細胞中的“未成熟，，狀態(tài)。對誘導(dǎo)過程中線粒體狀態(tài)及調(diào)節(jié)機制進行研究將有助于我們對干細胞多能性維持以及細胞重編程過程的了解。我們對線粒體相關(guān)蛋白Drp1和Parkin在多能性的維持及重編程過程中的作用分別進行了探討，實驗證明在多能性細胞和分化細胞中Drp1的蛋白表達形式有差異，但是Drp1的RNAi實驗發(fā)現(xiàn)Drp1 knockdown對iPS誘導(dǎo)過程并沒有影響，而且Drp1 knockdown也不影響ES

4、細胞內(nèi)線粒體的形態(tài)和功能以及干細胞的增殖和多能性維持。分化實驗顯示Drp1 knockdown可以一定程度上維持多能性因子Nanog和Oct4在分化過程中的表達，同時對ES細胞的分化具有一定的抑制作用，特別是往神經(jīng)方向的分化。因此，Drp1對于干細胞的自我更新和干細胞內(nèi)線粒體的形態(tài)發(fā)生并不是必需的，但是該蛋白可能通過調(diào)節(jié)多能性因子Nanog和Oct4的表達來影響干細胞的神經(jīng)分化過程。我們還成功建立了來源于Parkin knockout小