Wnt7a依赖组蛋白赖氨酸激活干细胞标记基因维持PSC静止状态的机制研究

Conversion of quiescent to activated pancreatic stellate cells (PSC) is an important step in the development of chronic pancreatitis (CP). Maintaining PSC at quiescent state can inhibit CP. In pre-experiments, the applicant found that Wnt7a was highly expressed in quiescent PSC, and histone lysine modifying enzymes was also expressed in PSC. It has been reported that Wnt signaling pathway can activate the stem cell marker genes by recruiting histone modifying enzymes, but the relevant mechanism has not been reported in quiescent PSC. Therefore, we will study the function of Wnt7a in quiescent PSC, and explore Wnt7a maintaining PSC quiescent state by activating stem cell marker gene expression through a histone-lysine-dependent mechanism, so as to provide new ideas for CP therapy..In this study, we will use up- or down-regulation tools to detect PSC state, check the expression level of stem cell marker genes, in order to determine that Wnt7a involved in the maintenance of PSC quiescent state; We will find out Wnt7a target genes by luciferase reporter assay; We will explore the epigenetic mechanism of Wnt7a target gene activation by using Chromatin-Immunoprecipitation (ChIP).

静止状态胰腺星状细胞（PSC）转化为活化状态PSC是慢性胰腺炎（CP）发生发展过程中的重要环节，维持PSC静止能够抑制CP。申请人通过预实验发现Wnt7a在静止状态PSC中高表达，并且发现组蛋白赖氨酸修饰酶也在PSC中表达。已有报道发现Wnt信号通路可以通过招募组蛋白修饰酶来激活干细胞标记基因，但相关机制在静止状态PSC中尚未报道。因此，我们将对静止状态PSC中Wnt7a的功能进行研究，重点探究Wnt7a通过组蛋白赖氨酸依赖的方式激活干细胞标记基因表达从而维持PSC静止状态的表观遗传学机制，从而为CP治疗提供新的思路。.本研究拟在静止状态PSC中，通过过量表达或敲低Wnt7a，检测PSC状态和干细胞标记基因的表达情况，确定Wnt7a参与维持PSC静止状态；通过荧光素报告基因方法，确定Wnt7a的靶基因；通过组蛋白免疫共沉淀方法，探究Wnt7a激活靶基因的表观遗传学机制。

胰腺组织损伤后，原本处于静止状态的胰腺星状细胞（Pancreatic stellate cell, PSC）的持续性活化而无法恢复到静止状态是导致慢性胰腺炎的主要原因，也是导致胰源性糖尿病（Type 3c diabetes mellitus，T3cDM）和胰腺癌的重要原因之一。将活化状态PSC（activated PSC，aPSC）转变为静止状态PSC（quiescent PSC，qPSC）将有可能为逆转胰腺纤维化、治疗慢性胰腺炎和T3cDM提供策略。本项目主要围绕PSC活化状态与静止状态的转换的过程中，组蛋白赖氨酸去甲基化酶KDM3A（lysine demethylase 3A）和Wnt信号通路配体Wnt7a的功能开展研究，通过单细胞测序分析等生物信息学手段，结合荧光定量PCR等方法，发现鉴定了静止状态PSC的全新标志物Jun。通过KDM3A的抑制剂IOX1干预PSC结合高通量测序，发现IOX1可以抑制PSC活化，上调Jun表达，促使PSC静止，并证实IOX1可以下调PSC的细胞周期和三羧酸循环水平，并导致PSC处于缺氧状态；通过化学诱导PSC缺氧，证实缺氧也可抑制PSC活化，促使其静止。通过过表达Wnt7a和β-catenin，发现非经典Wnt信号通路配体Wnt7a可抑制PSC活化，经典Wnt信号通路最重要的转录因子β-catenin可促PSC活化，并证实IOX1抑制aPSC活化并不经过Wnt7a。因此，本项目发现KDM3A通过调控细胞周期、三羧酸循环、细胞含氧状态参与PSC静止状态维持，而Wnt7a则通过非经典Wnt信号通路实现上述功能。该研究成果为逆转PSC活化状态，临床缓解慢性胰腺炎和胰腺纤维化及其继发的T3cDM提供了理论科学依据和潜在治疗靶点。

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