鸡胚胎干细胞自我更新与凋亡的分子机制

鸡胚胎干细胞是研究动物胚胎干细胞的良好模型，在改良鸡生产性能、抗病育种, 生物反应器方面均有独特的优越性和广阔的应用前景，但是，至今鸡胚胎干细胞体外传代培养还是个未解决难题，关于细胞自我更新与凋亡分子机理方面的研究几乎空白。p53基因是连接胚胎干细胞自我更新与凋亡的桥梁，针对鸡胚胎干细胞培养过程中出现的细胞凋亡,以p53基因为突破口，通过p53抑制剂阻断p53功能及RNAi技术抑制p53基因的表达，构建p53过量表达载体，使p53基因超量表达，检测鸡胚胎干细胞的自我更新与凋亡情况，自我更新（Nanog、Oct4、Sox2）及凋亡（p21、bcl2、caspase3、）相关基因表达水平变化；通过体外及体内分化实验验证鸡胚胎干细胞的全能性。阐明p53基因调控鸡胚胎干细胞自我更新与凋亡双重作用的基因调控网络，通过抑制细胞凋亡实现自我更新，为建鸡胚胎干细胞体外长期培养平台提供理论依据。

有文献报道鼠源LIF在维持鸡胚胎干细胞全能性和细胞凋亡方面发挥重要作用。本课题研究了鸡源LIF调控鸡胚胎干细胞凋亡和自我更新的信号通路。比较了鸡和鼠源LIF对鸡胚胎干细胞自我更新和抗凋亡的差异，通过实验证明，鸡源LIF能够更好的维持鸡胚胎干细胞的全能性和自我更新，凋亡明显减。cLIF通过磷酸化STAT3，激活后进入细胞核，促进了Survivin基因表达，同时抑制了p53基因表达，从而抑制了细胞凋亡；cLIF通过激活AKT磷酸化，进而促进Nanog基因表达水平，促进鸡胚胎干细胞的自我更新。同时Lin28通过抑制Let-7活性上调HMGA2 蛋白表达水平，后者抑制下游细胞周期负调控基因的表达从而促进了鸡胚胎干细胞的自我更新。建立了鸡胚胎干细胞培养体系，克隆了干细胞全能因子cPouV、cSox-2、 cNanog和 cLin28，并在N末端和C末端分别融合了鸡生长素基因信号肽和9个精氨酸序列，通过真核细胞表达，4个因子能蛋白分泌到细胞外，通过9个精氨酸的穿膜作用，使得4个因子蛋白能够进入鸡胚胎干细胞。在4个因子蛋白的培养体系中，鸡胚胎干细胞能够体外传代培养，并表现出胚胎干细胞的全能性，传10代后能够形成拟胚体，分化成不同胚层细胞，体内形成嵌合体鸡。建立的培养体系在一定程度上能够实现胚胎干细胞的体外自我更新和全能性维持。