OCT4异构体的表达、功能和调节机制的研究

OCT4基因前体mRNA可以通过选择性拼接产生3种mRNA：OCT4A、OCT4B和OCT4B1，目前人们对OCT4A的表达、结构和功能已有较深入的了解，但对于OCT4B和OCT4B1在不同细胞中的表达情况、功能和调节机制还缺乏系统的了解。本项目中我们将检测OCT4异构体在多能性干细胞和非多能性细胞中的基因和蛋白表达情况，研究OCT4B和OCT4B1蛋白异构体的生物学作用及其作用机制，探索microRNA在细胞分化和应激过程中表达变化及其对OCT4蛋白异构体的调节机制。通过本项目的研究将有助于我们区分OCT4不同蛋白异构体的表达、功能和调节机制的差异，系统理解OCT4蛋白异构体在细胞自我更新、分化和应急等多种生物学过程中的作用。

OCT4 基因可以通过选择性拼接产生3 种mRNA：OCT4A、OCT4B 和OCT4B1，目前人们对OCT4A 的表达、结构和功能已有较深入的了解，但对于其它蛋白异构体的表达情况、功能和调节机制还缺乏系统的了解。OCT4B mRNA 可以通过翻译产生至少三种蛋白异构体：OCT4-164、 OCT4-190和 OCT4-265，在前期研究中我们发现OCT4-190的功能与细胞应激密切相关。本项目中我们进一步开展了如下研究：（1）确定了OCT4-190启动子区核苷酸201–231位的30个核苷酸序列是维持其IRES活性所必需的，在不同的细胞中其IRES活性不同，并受到氧应激等应激反应的调控；（2）发现OCT4B1 mRNA可以通过剪切形成OCT4B mRNA，从而翻译形成三种不同的蛋白异构体，OCT4B1基因经典剪切位点的突变可以抑制OCT4B1 mRNA剪切形成OCT4B mRNA；（3）构建了具有跨膜能力的OCT4A 和NANOG蛋白，将其转入成纤维细胞，激活内源OCT4A 和NANOG的表达，促进细胞重编程；（4）发现OCT4-265蛋白异构体在基因毒性药物的诱导下表达增加，其功能与基因毒性药物诱导的细胞调亡相关，P53参与OCT4-265蛋白调节细胞凋亡的作用；（5）建立了干细胞的三维培养体系，并对二维和三维培养体系下的细胞的microRNA的表达情况进行了研究。迄今为止项目负责人已以通讯作者在Stem Cells等杂志发表论文4篇，申请专利两项。通过本项目研究进一步深入理解了OCT4蛋白异构体的结构功能和表达调节机制，这对于全面理解OCT4蛋白异构体在细胞自我更新、分化和应激等多种生物学过程中的不同生物学特性具有重要意义。