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本论文分为两个部分。第一部分的主要内容是探索cdc42肝脏特异性敲除小鼠肝基因表达谱的变化以及对小鼠表型分子机制的基因表达谱数据解释;第二部分的主要内容是建立上皮细胞可诱导基因表达和敲低系统。
Cdc42担负着调节细胞骨架结构、细胞生长、细胞极性以及细胞内运输等多种功能。肝实质细胞是肝脏行使功能的主要细胞,是高度极化细胞。然而对Cdc42在哺乳动物肝脏中的作用却知之甚少。为了研究这些问题,我们在小鼠肝脏内特异性敲除cdc42,通过高通量基因表达谱芯片技术检测到Cdc42LK小鼠肝中956个有功能注释的与正常小鼠有显著差异(p<0.05)且差异两倍以上的基因,其中76%高表达24%低表达。我们发现Cdc42LK小鼠肝中促细胞周期因子如cyclinD1、cyclinE2都显著上调,促细胞周期激酶如AuroraA、AuroraB等也明显上调,对Hippo信号通路蛋白Mst2、ajuba、Rassf5、TAZ转录水平分析显示mRNA水平上Hippo信号通路被抑制。通过DAVID网站和Panther网站以及上海伯豪生物技术有限公司提供的在线SAS系统对差异基因GO分类和GO富集分析,初步显示Cdc42LK小鼠与正常小鼠相比在细胞周期、细胞骨架和细胞连接调控以及信号转导、新陈代谢过程等方面都有显著的差异,为进一步研究Cdc42LK小鼠表型提供了分子基础。
上皮细胞层具有典型的apical-basal细胞极性,在机体内器官(如肺、肾、乳腺等脉管系统)中,上皮细胞倾向于发育成层细胞包裹内部具有空腔的管状或球状结构(Cyst),这些结构是此类器官发生和生理功能发挥的基础。由于细胞极性建立前和建立后调节机制并不相同,为了研究调控上皮细胞极性的分子机制,我们建立了可诱导的基因表达和敲低系统,从而实现在上皮细胞二维和三维培养过程中可控的基因表达量和表达时间,为深入了解极性调控基因的分子机制提供了很好的模型。利用Clontech公司的Tet-on-advanced系统,我们筛选到了pTet-on-Advanced31#细胞株,其诱导背景低诱导效率高,可以做为可诱导基因表达系统的第一步细胞株。在可诱导基因敲低系统建立过程中,由于采用的是mir30结构设计的miRNA形式,不能有效在MDCK细胞中敲低基因,所以决定采用人源上皮细胞做可诱导基因敲低系统。