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細(xì)胞系及小鼠模型在揭示Tango6調(diào)控造血干細(xì)胞擴增的分子機制中的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):520 發(fā)布日期:2024-5-14  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)

造血干細(xì)胞(hematopoietic stem cell, HSCs)是一類具有自我更新能力,并且能夠分化成各個血液譜系的干細(xì)胞,是構(gòu)成整個血液系統(tǒng)的基礎(chǔ)。其增殖分化缺陷會導(dǎo)致一系列血液疾病的發(fā)生,如白血病,紅斑狼瘡以及貧血等。目前,治療惡性血液疾病(白血。┑闹饕委熓侄问沁M(jìn)行骨髓移植,而獲取足夠數(shù)量的造血干細(xì)胞是移植成功的關(guān)鍵。因此,我們有必要深入探究調(diào)控HSCs擴增的分子網(wǎng)絡(luò)。

2024年3月15日,西南大學(xué)、中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院李禮課題組和羅凌飛課題組在 Nature communications 上發(fā)表了題為“TANGO6 regulates cell proliferation via COPI vesicle-mediated RPB2 nuclear entry”的論文。該研究綜合利用細(xì)胞系以及小鼠等動物模型,揭示TANGO6通過COPI囊泡轉(zhuǎn)運調(diào)控RPB2入核進(jìn)而驅(qū)動細(xì)胞增殖這一新機制來促進(jìn)造血干/祖細(xì)胞的擴增。

 

李禮/羅凌飛組合作揭示Tango6調(diào)控造血干細(xì)胞擴增的分子機制

圖片來源:《Nature communications》
https://www.nature.com/articles/s41467-024-46720-y


研究材料與方法
在這項研究中,研究人員利用到了TANGO6敲除細(xì)胞系(U251)以及條件性敲除/過表達(dá)Tango6小鼠(由賽業(yè)生物提供)。

研究方法
在這項研究中,觀察TANGO6的亞細(xì)胞定位時他們用到了細(xì)胞周期同步化,免疫熒光染色等技術(shù)。在探究與TANGO6相互作用的蛋白時,他們用到了質(zhì)譜,免疫共沉淀等實驗。在觀察條敲小鼠表型時,他們用到了流式細(xì)胞術(shù)等技術(shù)。

技術(shù)路線
01 通過siRNA文庫篩選挖掘到TANGO6
02 細(xì)胞周期同步化明確不同細(xì)胞周期的定位
03 TANGO6拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)鑒定及結(jié)構(gòu)域解析
04 質(zhì)譜挖掘與TANGO6互作蛋白-RPB2
05 敲降TANGO6后發(fā)現(xiàn)RPB2累積在細(xì)胞漿中
06 利用小鼠證實TANGO6-RPB2信號軸的保守性

研究結(jié)果
1 通過siRNA文庫篩選發(fā)現(xiàn)TANGO6及其亞細(xì)胞定位
通過膜轉(zhuǎn)運相關(guān)的siRNA文庫篩選,研究人員發(fā)現(xiàn)了一個全新的因子TANGO6,其缺陷會導(dǎo)致細(xì)胞增殖受阻。并且通過細(xì)胞周期同步化發(fā)現(xiàn)TANGO6在G1/S期開始入核,而在G2期恢復(fù)。進(jìn)一步的亞細(xì)胞定位發(fā)現(xiàn)TANGO6定位在順面高爾基體衍生出的COPI囊泡上,其缺陷并不影響COPI囊泡的各個組分。
 

李禮/羅凌飛組合作揭示Tango6調(diào)控造血干細(xì)胞擴增的分子機制
TANGO6在不同細(xì)胞周期的分布及其亞細(xì)胞定位[1]


2 TANGO6拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)鑒定
為了進(jìn)一步探究TANGO6是如何錨定在COPI囊泡上的,研究人員通過預(yù)測發(fā)現(xiàn)其存在信號錨以及跨膜結(jié)構(gòu)域,并且通過實驗證實TANGO6的N端以及C端均定位在細(xì)胞漿中,通過一個信號錨以及兩個跨膜結(jié)構(gòu)域錨定在COPI囊泡上,從而隨著COPI囊泡運動。
 

李禮/羅凌飛組合作揭示Tango6調(diào)控造血干細(xì)胞擴增的分子機制
TANGO6拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)鑒定[1]


3 TANGO6入核過程解析
接下來,研究人員解析了TANGO6是如何入核的。首先,他們發(fā)現(xiàn)TANGO6的N端存在一段核定位序列,并通過點突變實驗證實其252位的精氨酸對其入核至關(guān)重要。隨后,通過免疫共沉淀以及siRNA干擾技術(shù),研究者發(fā)現(xiàn)TANGO6的入核需要SNARE復(fù)合體介導(dǎo)的膜融合到達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng),并在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白LRRC59的幫助下到達(dá)核孔,并與核輸入蛋白KPNB1互作進(jìn)入核內(nèi)。
 

Tango6調(diào)控造血干細(xì)胞擴增的分子機制
TANGO6入核過程[1]


4 通過質(zhì)譜挖掘與TANGO6相互作用蛋白RPB2
那么TANGO6入核的生物學(xué)意義是什么?研究人員推測其像一輛貨車運載相應(yīng)的貨物進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)。因此,他們做了質(zhì)譜檢測與TANGO6相互作用的蛋白,從中發(fā)現(xiàn)了RPB2。進(jìn)一步,當(dāng)敲降TANGO6后會導(dǎo)致RPB2累積在細(xì)胞漿中,無法入核。從而揭示了TANGO6重要的生物學(xué)功能之一是攜帶RPB2進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)。
 

Tango6調(diào)控造血干細(xì)胞擴增的分子機制
TANGO6介導(dǎo)RPB2入核[1]


5 TANGO6-RPB2信號軸保守性驗證
最后,研究者分析了在血液細(xì)胞中條件性敲除Tango6(Vav-iCre/Tango6flox/flox,cKO)小鼠表型(由賽業(yè)生物提供),發(fā)現(xiàn)該小鼠造血干細(xì)胞產(chǎn)生不受影響,但在HSCs的擴增期(E12.5-E16.5)cKO小鼠通體變白,胎肝變小無血色。通過流式細(xì)胞術(shù)發(fā)現(xiàn)造血干細(xì)胞的數(shù)量(LSK and SLAM-HSCs)在突變體中顯著降低,并且通過抗體染色發(fā)現(xiàn)cKO小鼠HSCs中RPB2入核同樣受阻,表明TANGO6-RPB2信號軸在生物體內(nèi)的重要功能之一是調(diào)控HSCs的擴增。并且,當(dāng)在血液細(xì)胞中過表達(dá)Tango6后會導(dǎo)致HSCs數(shù)目增加,提示Tango6作為HSCs的關(guān)鍵因子調(diào)控其擴增過程。
 

Tango6調(diào)控造血干細(xì)胞擴增的分子機制
條件性敲除Tango6小鼠表型分析[1]


研究結(jié)論
該研究以TANGO6為切入點,揭示了對于囊泡轉(zhuǎn)運,特別是COPI囊泡對于細(xì)胞增殖的重要性,這是對整個細(xì)胞增殖網(wǎng)絡(luò)的重要補充,進(jìn)而為實現(xiàn)有效在體外擴增干細(xì)胞或并將其作為潛在治療靶點來緩解和治療腫瘤提供理論指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn):
[1]Feng, Z., Liu, S., Su, M., Song, C., Lin, C., Zhao, F., Li, Y., Zeng, X., Zhu, Y., Hou, Y., Ren, C., Zhang, H., Yi, P., Ji, Y., Wang, C., Li, H., Ma, M., Luo, L., & Li, L. (2024). TANGO6 regulates cell proliferation via COPI vesicle-mediated RPB2 nuclear entry. Nature communications, 15(1), 2371. https://doi.org/10.1038/s41467-024-46720-y
 

Tango6 KO小鼠

Tango6調(diào)控造血干細(xì)胞擴增的分子機制
小鼠福利,限定發(fā)放中~

品系名稱:
C57BL/6NCya-Tango6em1/Cya

產(chǎn)品編號:
S-KO-08860
應(yīng)用方向:
發(fā)育生物學(xué),神經(jīng)系統(tǒng),眼科,細(xì)胞生物學(xué)
 

Tango6 flox小鼠

Tango6調(diào)控造血干細(xì)胞擴增的分子機制
小鼠福利,限定發(fā)放中~

品系名稱:
C57BL/6JCya-Tango6em1flox/Cya

產(chǎn)品編號:
S-CKO-09980
應(yīng)用方向:
發(fā)育生物學(xué),神經(jīng)系統(tǒng),眼科,細(xì)胞生物學(xué)

來源:賽業(yè)(蘇州)生物科技有限公司
聯(lián)系電話:400-680-8038
E-mail:info@cyagen.com

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