本文關(guān)鍵詞：Dpp-spalt信號通路調(diào)控果蠅翅形貌發(fā)生　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：果蠅翅的成蟲盤是由相對的兩細(xì)胞層組成的囊狀結(jié)構(gòu),這兩層細(xì)胞層分別是鱗片狀上皮細(xì)胞(peripodial epithelium, PE,也稱圍肢膜)和柱狀細(xì)胞層(disc proper, DP,也被稱為假復(fù)層柱狀上皮細(xì)胞)。柱狀細(xì)胞層細(xì)胞形貌發(fā)生的分子機(jī)制已經(jīng)研究地十分深入,然而,鱗片狀細(xì)胞層細(xì)胞形貌發(fā)生的機(jī)制還未得到很好的研究。前人研究中證明,在果蠅翅發(fā)育過程中,Decapentaplegic(Dpp)信號對于柱狀細(xì)胞層細(xì)胞形貌發(fā)生過程中起到重要調(diào)節(jié)作用。也有報道證實(shí)Dpp信號參與調(diào)控鱗片狀細(xì)胞層的正確形成,但是對于其更為詳細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制還知之甚少。本文中,我們通過遺傳學(xué)工具操控Dpp信號通路中系列因子的表達(dá)水平,研究Dpp及其下游基因?qū)τ邝[片狀細(xì)胞層細(xì)胞形貌正確發(fā)生的影響。本研究發(fā)現(xiàn)：(1) pMad作為Dpp信號的傳導(dǎo)者及其信號活力指示因子在鱗片狀細(xì)胞層中有表達(dá),但是Dpp信號的靶標(biāo)基因spalt (sal)和optomotor-blind (omb)只在柱狀細(xì)胞層中表達(dá),而在鱗片狀細(xì)胞層中沒有表達(dá)。(2)Sal蛋白在鱗片狀細(xì)胞層內(nèi)的缺失對于鱗片狀細(xì)胞層的形成至關(guān)重要。在鱗片狀細(xì)胞層異位表達(dá)sal可以導(dǎo)致鱗片狀細(xì)胞高度增加。在柱狀細(xì)胞層下調(diào)sal可以導(dǎo)致柱狀細(xì)胞高度縮短。(3)除此之外,我們發(fā)現(xiàn),已知轉(zhuǎn)錄調(diào)控調(diào)節(jié)因子Lines在鱗片狀細(xì)胞層中異位表達(dá)時,可以將鱗片狀細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)化為柱狀細(xì)胞,而這種轉(zhuǎn)變是由sal在鱗片狀細(xì)胞層異常激活而介導(dǎo)的。我們通過實(shí)驗(yàn)證明,共表達(dá)sal-RNAi和lines在很大程度上可以恢復(fù)鱗片狀細(xì)胞形態(tài)。(4)通過觀察微管蛋白的分布,我們發(fā)現(xiàn)在Lines或Sal異常表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞高度增加的鱗片狀細(xì)胞中,它們在形態(tài)上接近于立方體形態(tài)的中間細(xì)胞。本研究深入探究了Dpp信號通路在果蠅翅芽鱗片狀細(xì)胞層細(xì)胞形貌發(fā)生過程的重要作用,發(fā)現(xiàn)基因5al在此過程中起到關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用,由于Sall家族在生物體中保守性較高,本研究也為相關(guān)人類疾病的研究提供了新思路。
[Abstract]:Drosophila wing's adult disk is a cystic structure composed of two cell layers. The two cell layers are peripodial epithelium, PE, also known as pericapsular membrane and columnar cell layer (disc proper, DP, also known as pseudo stratified columnar epithelial cells). The molecular mechanism of cell morphologies in columnar cell layer has been studied deeply. However, the mechanism of morphologies in squamous cell layer has not been well studied. Previous studies have demonstrated that Decapentaplegic (Dpp) signaling plays an important role in the morphogony of columnar cell layer during Drosophila wing development. There have also been reports that Dpp signals are involved in the correct formation of the squamous cell layer, but little is known about its more detailed regulatory mechanism. In this paper, we manipulate the expression of a series of factors in Dpp signaling pathway by genetic tools, and study the effect of Dpp and its downstream genes on the correct appearance of cell morphology in squamous cell layer. This study found that: (1) pMad as the Dpp signal transmission and signal energy indicator is expressed in squamous cell layer, but the target gene spalt Dpp signal (SAL) and optomotor-blind (OMB) is expressed only in the columnar cell layer, and no expression in squamous cell layer. (2) the loss of Sal protein in the squamous cell layer is crucial to the formation of the squamous cell layer. The ectopic expression of SAL in the squamous cell layer can lead to a high increase in the scale of the squamous cells. The downregulation of SAL in the columnar cell layer can lead to a height reduction of columnar cells. (3) besides, we found that the ectopic expression of Lines, a known transcription regulator, can transform squamous cell fate into columnar cells, which is mediated by Sal's abnormal activation in squamous cell layer. We have shown that the co expression of sal-RNAi and lines can greatly restore the morphology of the squamous cell cells. (4) by observing the distribution of tubulin, we found that abnormal expression of Lines or Sal resulted in highly increased squamous cells, which were similar to cubic cells in morphology. This study explored the Dpp signaling pathway plays an important role in the Drosophila wing bud squama cell morphology process, play a key regulatory role that 5Al gene in this process, the family of Sall in the organism is relatively conservative, this study provides a new way for study of relevant human diseases.
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：Q34

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本文編號：1338647