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近年来心血管疾病的发病率已经超越癌症排在首位。血管平滑肌细胞(Vascular smooth muscle cell，VSMC)是构成血管壁及维持血管张力的主要细胞。平滑肌细胞具有发育多起源性和可塑性，合成型和收缩型的平滑肌细胞相互转变是动脉粥样硬化、高血压等心血管疾病发病的重要机理。可诱导的平滑肌细胞体外分化模型为平滑肌细胞研究提供了重要手段，本课题就是在我们建立的胚胎干细胞高效分化为平滑肌细胞的体外模型的基础之上开展的。
实验前期，我们对小鼠平滑肌细胞分化过程中的RNA-Seq数据分析后发现，Mest基因在小鼠胚胎干细胞向平滑肌细胞分化前中期表达上调。Mest基因是中胚层特异性转录本。研究表明该基因异常表达，会引妊娠相关疾病发生。Mest作为印记基因可参与肿瘤的发生和侵袭。Mest作为脂肪细胞扩张和脂肪细胞肥大的标志基因，是预防和治疗肥胖、2型糖尿病等疾病重要的一环。此外，Mest基因可以影响Wnt/β-catenin和NF-KB等信号通路，两者都是胚胎干细胞向平滑肌细胞分化的重要通路，其中Mest基因通过甲基化阻断wnt信号通路相关蛋白LRP6的成熟来抑制Wnt/β-catenin信号通路。
本文首先利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，建立一种在胚胎干细胞中简便高效纯合敲除Mest基因的方法。在获得Mest纯合敲除的mES细胞系基础上，结合我们成熟的胚胎干细胞诱导平滑肌细胞分化的体外细胞模型技术，通过定量PCR、Westernblotting、免疫组化、流式细胞术等实验方法，在SMC标志基因RNA和蛋白表达水平等维度探索了Mest基因对平滑肌分化的影响。发现敲除Mest基因将延滞平滑肌细胞的分化，降低mES细胞向平滑肌细胞分化的效率。RNA-Seq结果显示Mest基因可通过影响细胞分化、血管生成、细胞粘附、细胞迁移等功能基因的表达从而影响分化。进一步通过siRNA敲降实验和RNA-Seq数据分析表明Mest是通过促进ECM-receptor信号通路相关配体Lama1,Col4a1相关配体，促进平滑肌细胞的分化。这些结果为平滑肌细胞发育研究、心血管疾病的药靶发现和临床治疗提供参考和依据。
实验前期，我们对小鼠平滑肌细胞分化过程中的RNA-Seq数据分析后发现，Mest基因在小鼠胚胎干细胞向平滑肌细胞分化前中期表达上调。Mest基因是中胚层特异性转录本。研究表明该基因异常表达，会引妊娠相关疾病发生。Mest作为印记基因可参与肿瘤的发生和侵袭。Mest作为脂肪细胞扩张和脂肪细胞肥大的标志基因，是预防和治疗肥胖、2型糖尿病等疾病重要的一环。此外，Mest基因可以影响Wnt/β-catenin和NF-KB等信号通路，两者都是胚胎干细胞向平滑肌细胞分化的重要通路，其中Mest基因通过甲基化阻断wnt信号通路相关蛋白LRP6的成熟来抑制Wnt/β-catenin信号通路。
本文首先利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，建立一种在胚胎干细胞中简便高效纯合敲除Mest基因的方法。在获得Mest纯合敲除的mES细胞系基础上，结合我们成熟的胚胎干细胞诱导平滑肌细胞分化的体外细胞模型技术，通过定量PCR、Westernblotting、免疫组化、流式细胞术等实验方法，在SMC标志基因RNA和蛋白表达水平等维度探索了Mest基因对平滑肌分化的影响。发现敲除Mest基因将延滞平滑肌细胞的分化，降低mES细胞向平滑肌细胞分化的效率。RNA-Seq结果显示Mest基因可通过影响细胞分化、血管生成、细胞粘附、细胞迁移等功能基因的表达从而影响分化。进一步通过siRNA敲降实验和RNA-Seq数据分析表明Mest是通过促进ECM-receptor信号通路相关配体Lama1,Col4a1相关配体，促进平滑肌细胞的分化。这些结果为平滑肌细胞发育研究、心血管疾病的药靶发现和临床治疗提供参考和依据。