L1分子通过调控糖基化促进干细胞分化的机制研究

L1神经识别分子在个体发生发育和神经系统的细胞相互作用中扮演重要角色。研究证实L1明显促进干细胞分化为神经元，而糖脂和/或糖蛋白上的寡糖链是干细胞的"分化抗原"。前期工作发现L1通过促进糖基转移酶的表达明显上调胚胎干细胞（ESC）表面的糖基化水平。提示L1可能通过调控糖基化促进干细胞分化为神经元。课题通过免疫细胞化学等方法比较ESC和过表达L1的ESC(L1-ESC)分化为神经元和胶质细胞的百分比，以证明L1促进ESC分化为神经元。应用RNA干扰技术抑制糖基转移酶的表达，比较抑制前后,L1-ESC分化为神经元和胶质细胞的百分比，以探讨L1促进ESC分化为神经元的机制。并应用各信号转导通路的抑制剂探讨L1通过哪些信号转导通路调控糖基化。此研究对干细胞的分化机制研究具重要的理论意义，据此可找到控制干细胞定向分化的关键分子和步骤，为干细胞移植治疗神经系统疾病和损伤的发展和应用提供理论基础和新思路

L1 神经识别分子在个体发生发育和神经系统的细胞相互作用中扮演重要角色。本研究应用分子生物学、流式细胞仪、微列阵基因芯片技术、激光共聚焦等各种方法, 首此发现(1) 4 种新的可用于检测胚胎干细胞 (ESC) 的表面标记分子的凝集素。(2) 培养胚胎干细胞 (ESC) 和过表达 L1 分子的胚胎干细胞 (L1-ESC) 并诱导其定向分化，比较细胞分化情况,证实 L1 分子促进胚胎干细胞分化为神经元。(3 )证实过表达 L1 分子的胚胎干细胞 (L1-ESC) 中糖基转移酶的表达被抑制后, 抑制了干细胞分化为神经元。(4) 用各信号通路的抑制剂处理细胞，比较抑制前后糖基转移酶的表达和细胞分化情况，证明 L1 分子通过 PLCγ 信号通路调控细胞表面糖基化，进而促进胚胎干细胞分化为神经元。(5) 通过microarray、 Real-time PCR 及 ELISA 方法证实 L1 分子促进 FGF21 的表达和分泌。 L1 抗体处理 L1 野生型和敲除型小鼠的神经元，比较FGF21 的表达和分泌；L1 抗体处理神经元后，RNAi 方法抑制 FGF21 的表达，观察轴突生长情况，证实 L1 分子通过上调 FGF21 的表达和分泌促进轴突生长。上述结果证实了4 种新的凝集素(PNA, DSL, JAC 和 GNL)可用于检测胚胎干细胞的表面标记分子；证实 L1 分子通过 PLCγ 信号通路调控糖基转移酶的表达来调控细胞表面糖基化，进而促进胚胎干细胞分化为神经元；证实 L1 分子通过上调 FGF21/FGFR 信号通路促进轴突生长。上述结果为研制治疗神经损伤的新药物和干细胞移植治疗神经系统疾病的发展和应用提供理论基础和新思路。