核呼吸链因子NRF1等转录因子在生殖细胞发育过程中的功能与机制研究

论文摘要

生殖细胞作为多细胞动物遗传信息在代际间传递的载体,对物种的延续有着重大意义。生殖细胞起源于胚胎发育时期的原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs),经过进一步的迁移,分化和减数分裂,最终形成单倍体配子。生殖细胞的发育过程受到转录、代谢和表观遗传学的严格调控。了解生殖细胞的发育调控机制有助于我们在体外诱导生殖细胞的形成,并将其应用于不孕不育症的治疗。在本研究中,我们首先关注了核呼吸链因子1(nuclear respiratory factor 1,NRF1)对于PGCs形成的影响。NRF1作为转录因子,主要调控线粒体DNA的转录和能量代谢,我们之前发现NRF1在精子发生中亦发挥着重要功能。为了进一步探索NRF1在PGC形成过程中的作用,我们构建了NRF1过表达的小鼠胚胎干细胞稳系,在体外模拟PGCs的发育过程,证明了NRF1过表达促进PGCs的形成,并上调生殖细胞特异性基因的表达。这为我们完善PGCs发育的转录调控网络提供了新的思路。此外,我们前期结果发现在精子发生早期,精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)分化过程中,能量代谢途径发生转变,因此我们对调控关键代谢途径中相关酶的转录因子进行了预测,并通过分析它们的结合位点和表达变化,最终确定了4个可能在SSCs分化中发挥作用的转录因子:FOXD3、FOXL1、OCT1和SOX5,这为我们接下来验证其功能打下了良好的基础。

论文目录

• 内容摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 生殖细胞研究进展
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 生殖细胞的定义
•     1.1.3 生殖细胞的发育过程
•     1.1.4 生殖细胞发育过程中的基因表达调控
•     1.1.5 生殖细胞发育过程中的表观遗传重编程
•     1.1.6 生殖细胞发育过程中的代谢途径变化
•   1.2 核呼吸链因子NRF1 研究进展
•     1.2.1 研究背景
•     1.2.2 NRF1 的结构与DNA结合位点
•     1.2.3 NRF1 对代谢过程的调节
•     1.2.4 NRF1 对生殖细胞特异性基因的转录调控
•     1.2.5 NRF1与DNA甲基化之间的相互作用
•   1.3 胚胎干细胞向类原始生殖细胞分化的研究进展
•     1.3.1 研究背景
•     1.3.2 干细胞的分类和特性
•     1.3.3 ESCs向 PGCs的体外诱导分化体系
• 第二章 材料与方法
•   2.1 实验材料
•     2.1.1 生物材料
•     2.1.2 仪器耗材
•     2.1.3 实验试剂
•     2.1.4 溶液配制
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 基因克隆
•     2.2.2 细胞培养
•     2.2.3 慢病毒包装与感染
•     2.2.4 RNA的抽提和反转录
•     2.2.5 荧光实时定量PCR
•     2.2.6 流式细胞术
•     2.2.7 碱性磷酸酶染色
• 第三章 核呼吸链因子NRF1 对原始生殖细胞形成的影响
•   3.1 引言
•   3.2 体外诱导PGCLCs分化平台的建立
•     3.2.1 利用BVSC细胞系模拟PGCs早期特化的过程
•     3.2.2 利用Ainv15 细胞系模拟迁移后PGCs发育的过程
•   3.3 NRF1 过表达小鼠胚胎干细胞稳系的构建
•     3.3.1 NRF1 过表达质粒的构建及检测
•     3.3.2 NRF1 过表达慢病毒的包装
•     3.3.3 利用NRF1 过表达慢病毒感染ESCs
•   3.4 NRF1 过表达可以促进早期PGCs的特化
•   3.5 NRF1 过表达可以促进迁移后PGCs的发育
•   3.6 探究NRF1 促进PGCs发育的调控机制
•   3.7 小结与讨论
• 第四章 精原干细胞分化过程中调控机制的探索
•   4.1 引言
•   4.2 SSCs分化过程中代谢的转变
•   4.3 TFs预测方法的探索
•     4.3.1 TFs预测网站的比较
•     4.3.2 TFs的表达比较和结合位点分析
•     4.3.3 TFs预测方法的验证
•   4.4 SSCs分化过程中潜在代谢调控TFs的预测
•     4.4.1 前期数据库预测
•     4.4.2 TFs结合位点的分析
•   4.5 预测所得TFs在 SSCs分化过程中的变化
•   4.6 预测所得TFs的生物学功能分析
•   4.7 小结与讨论
• 第五章 小结与讨论
• 参考文献
• 附录
•   英文缩写表
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 魏笑

导师: 王媛

关键词: 原始生殖细胞,精原干细胞,转录调控,代谢

来源: 华东师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 华东师范大学

分类号: Q344

DOI: 10.27149/d.cnki.ghdsu.2019.000243

总页数: 89

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