促进水牛iPSC向初始态转化的分子机制探讨以及候选初始态分子标记筛选

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31660342
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
  • 资助金额：
    42.0万
  • 负责人：
    黄奔
  • 依托单位：
    广西大学
  • 学科分类：
    C1201.干细胞基础研究
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Buffalo is the important livestock in south China with the characteristics of crude feed tolerance and strong disease resistance. At the same time the buffalo milk has higher nutritional value than ordinary milk. The application of pluripotent stem cells combined with micromanipulation and transgenic techniques is expected to accelerate the genetic improvement of buffalo, so as to promote the development of buffalo industry. In order to obtain the applicable buffalo pluripotent stem cells, in this study we will conduct small molecules high-throughput screening, then hopefully screen out some small molecules which can promote the transformation of naïve pluripotency, consequently, generate some buffalo iPSC cell lines with different pluripotent stages determined by chimera formation techniques. Transcriptomics technology is applied to compare the difference in molecular level among those buffalo iPSC with different pluripotent potential, and preliminarily determine the key controlling genes and their regulation network during the process of low to high pluripotency potential (even to Naïve stage), moreover, attend to analyze and screen out the candidate molecular markers for Naïve pluripotency, so as to enrich theory of livestock iPSC reprogramming and the maintenance of pluripotency.
水牛是中国南方重要的家畜，具有耐粗饲，抗病力强的特点。同时水牛奶具有比普通牛奶更高的营养价值。应用多能干细胞结合显微操作及转基因技术有望加速水牛遗传改良，从而促进水牛产业的发展。为了获得可以应用的水牛多能干细胞，本研究将对小分子化合物进行高通量筛选，有望筛选出促进水牛iPSC向初始态(Naïve)转化的小分子化合物，从而获得具有不同多能性状态的水牛iPSC细胞系。利用嵌合体技术对所获得的水牛iPSC进行多能性潜力的评价和分类(低潜力多能性，高潜力多能性，候选Naïve 多能性iPSC)。运用转录组学技术分析对比具有不同多能性潜力的水牛iPSC在分子水平的差异，初步探明水牛iPSC从低潜力多能性向高潜力多能性（甚至Naïve状态）转化过程中的关键调控基因以及相关调控网络，同时尝试分析筛选出可能属于初始态Naive多能性的候选分子标记，从而充实大家畜iPSC重编程和多能性维持的理论。

结项摘要

水牛是中国南方重要的家畜，具有耐粗饲，抗病力强的特点。同时水牛奶具有比普通牛奶更高的营养价值。应用多能干细胞结合显微操作及转基因技术有望加速水牛遗传改良，从而促进水牛产业的发展。本研究建立了分别利用pDC316-mCMV-EGFP载体的腺病毒和PiggyBac转座子系统介导的水牛体细胞重编程技术方案。同时初步筛选出SB431542，A-83-01，Dorsomrphin，SB203580以及SP600125等对水牛iPSC的重编程有显著的促进作用。另外也筛选出了促进水牛iPSC传代培养的小分子化合物，包括甲基化转移酶抑制剂RG108，抗凋亡抑制剂Y-27632以及Thiazovivin，自噬（autophagy）抑制剂雷帕霉素等。通过转录组分析发现，目前所获得的水牛iPSC的LTF, BMP, WNT信号已被初步激活，其WNT4、WNT5A显著性上调，但在FZD受体通路中仅有FZD1出现了显著性上调，因此进一步激活FZD1相关基因可能是促进水牛iPSC最终获得完全多能性（naive pluripotency）的关键。本研究为下一步获得具有完全多能性的水牛以及其他大家畜多能干细胞奠定技术和理论基础。这些研究成果为进一步利用干细胞以及核移植技术进行水牛遗传改良提供了可行性。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
The modification of mitochondrial energy metabolism and histone of goat somatic cells under small molecules compounds induction
小分子化合物诱导下山羊体细胞线粒体能量代谢和组蛋白的修饰
  • DOI：
    10.1111/rda.13304
  • 发表时间：
    2019-02
  • 期刊：
    Reproduction in Domestic Animals
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Li Lanyu;Zhang D;an;Ren Yanyan;Ye Sheng;Zheng Beibei;Liu Shulin;Ahmed Jam Zaheer;Li Mengmei;Shi Deshun;Huang Ben
  • 通讯作者：
    Huang Ben
Early development of porcine parthenogenetic embryos and reduced expression of primed pluripotent marker genes under the effect of lysophosphatidic acid
溶血磷脂酸作用下猪孤雌胚胎的早期发育和引发多能标记基因的表达减少
  • DOI：
    10.1111/rda.13226
  • 发表时间：
    2018-07
  • 期刊：
    Reproduction in Domestic Animals
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Zhu Xiusheng;Li Lanyu;Gao Bangjun;Zhang D;an;Ren Yanyan;Zheng Beibei;Li Mengmei;Shi Deshun;Huang Ben
  • 通讯作者：
    Huang Ben
PI3K inhibitor reduces in vitro maturation and developmental competence of porcine oocytes
PI3K 抑制剂降低猪卵母细胞的体外成熟和发育能力
  • DOI：
    10.1016/j.theriogenology.2020.08.019
  • 发表时间：
    2020-11-01
  • 期刊：
    THERIOGENOLOGY
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Jiao, Yafei;Li, Jiaojiao;Huang, Ben
  • 通讯作者：
    Huang, Ben
The key long non-coding RNA screening and validation between germinal vesicle and metaphase II of porcine oocyte in vitro maturation
猪卵母细胞体外成熟生发囊泡和中期II关键长非编码RNA筛选及验证
  • DOI：
    10.1111/rda.13620
  • 发表时间：
    2020-01-23
  • 期刊：
    REPRODUCTION IN DOMESTIC ANIMALS
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Jiao, Yafei;Gao, Bangjun;Huang, Ben
  • 通讯作者：
    Huang, Ben
DNA methylation and expression of imprinted genes are associated with the viability of different sexual cloned buffaloes
DNA甲基化和印记基因的表达与不同性克隆水牛的生存能力有关
  • DOI：
    10.1111/rda.13093
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Reproduction in Domestic Animals
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Ruan Z.;Zhao X.;Qin X.;Luo C.;Liu X.;Deng Y.;Zhu P.;Li Z.;Huang B.;Shi D.;Lu F.
  • 通讯作者：
    Lu F.

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其他文献

Generation of Foxo3-targeted Mice by Injection of mRNAs Encoding Transcription Activator-like Effector Nucleases (TALENs) into Zygotes
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  • 发表时间：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Reproduction in Domestic Animals
  • 影响因子：
    1.7
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  • 通讯作者：
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  • 通讯作者：
    黄奔
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    --
  • 发表时间：
    2017
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    --
  • 作者：
    王勇;陈鹏;黄奔;郑谢
  • 通讯作者：
    郑谢
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  • DOI：
    10.13881/j.cnki.hljxmsy.20160701.002
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    黑龙江畜牧兽医
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李兰玉;朱露露;朱秀生;石德顺;黄奔
  • 通讯作者：
    黄奔

其他文献

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黄奔的其他基金

下调TGFβR1诱导山羊耳部成纤维细胞获得功能性乳腺上皮细胞命运的分子调控机制研究
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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