转录因子NFIA对脂肪细胞分化的调节及其机制研究

来源 :天津医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:talaima116
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目的:NFIA是核因子1(nuclear factor I,NFI)转录因子家族中的一员,转录因子主要是通过直接结合到靶基因的启动子区来激活或抑制靶基因的转录,或者是通过募集其他转录因子进而调控靶基因的表达。NFIA参与调控多种细胞的分化、发育、增殖和凋亡等一系列生物学过程,研究表明NFI家族参与骨代谢和骨稳态的过程,但NFIA调节骨髓基质干细胞向脂肪细胞的分化尚未见报道,因此本研究主要探讨转录因子NFIA对脂肪细胞分化的影响,并初步探讨其作用机制。  方法:1、利用qRT-PCR技术检测4周龄C57BL/6J小鼠各组织中Nfia的mRNA表达水平,并检测ST2细胞成脂诱导过程中0d、1d、2d、3d、5d、7dNfia mRNA的表达水平。2、ST2细胞或间充质细胞C3H10T1/2中转染Nfia过表达质粒,或转染Nfia siRNA抑制内源性Nfia的表达后诱导脂肪细胞的分化,运用油红O染色、qRT-PCR和Western Blotting等技术探究NFIA对脂肪细胞分化的影响。3、构建Nfia敲减慢病毒Nfia-shRNA LV,利用293T细胞包装Nfia敲减慢病毒颗粒感染BMSCs进行成脂诱导,油红O染色和qRT-PCR检测Nfia敲减慢病毒对BMSCs向脂肪细胞分化的影响。4、ST2细胞中转染Nfia的siRNA,抑制ST2细胞中内源性NFIA的表达,利用Western Blotting技术检测经典Wnt信号通路中的关键蛋白β-catenin的非磷酸化水平;过表达Nfia后用Wnt3a处理ST2细胞,利用细胞免疫荧光实验检测NFIA对β-Catenin核转运的影响;利用qRT-PCR技术检测沉默NFIA后Wnt信号通路相关基因Lrp5、Lrp6、Sfrp1和Wnt10b的mRNA水平。5、利用生物信息学根据http://tfbind.hgc.jp提供的顺式作用元件预测数据库对Sfrp1的启动子区域进行分析,预测转录因子NFIA与Sfrp1的启动子区是否存在潜在结合位点;构建Sfrp1启动子的荧光素酶报告基因载体,将Nfia siRNA与Sfrp1启动子共转染ST2细胞,双荧光素酶报告基因实验检测NFIA对Sfrp1转录活性的影响;通过染色质免疫共沉淀方法从DNA-蛋白质的结合水平进一步检测NFIA与预测的Sfrp1的启动子区的结合情况。6、ST2转染Sfrp1的siRNA抑制内源性SFRP1的表达后进行成脂诱导,运用油红O染色、qRT-PCR和Western Blotting等技术探究SFRP1对脂肪细胞分化的影响;在Sfrp1基因沉默的背景下,研究NFIA对脂肪细胞分化的促进作用是否被阻断。  结果:1、Nfia在C57BL/6J小鼠各组织中的分布,结果显示Nfia在小鼠心脏、肝脏、骨、肾周脂肪、腹股沟脂肪、附睾脂肪和网膜脂肪组织中高表达;在ST2成脂诱导过程中,Nfia的mRNA表达水平呈上升趋势,并且在成脂诱导第5d达到高峰。2、ST2细胞或C3H10T1/2细胞中过表达NFIA并进行成脂诱导,油红O染色显示过表达NFIA能促进其向脂肪细胞的分化,qRT-PCR和Western Blotting结果显示与脂肪细胞分化相关的特异性基因PPARγ、C/EBPα、aP2和adipsin的mRNA和蛋白表达均上调;Nfia的siRNA则抑制其向脂肪细胞的分化。3、成功构建敲减慢病毒Nfia-shRNA LV,Nfia-shRNA LV敲减慢病毒感染原代BMSCs抑制内源性NFIA的表达,油红O染色结果显示Nfia-shRNA LV抑制BMSCs向脂肪细胞的分化,qRT-PCR结果显示与脂肪细胞分化相关的特异性基因mRNA水平表达均下降。4、NFIA siRNA转染ST2抑制细胞内源性NFIA的表达,Western Blotting结果显示Nfia基因沉默可增加细胞中非磷酸化的β-catenin的蛋白水平;过表达Nfia后细胞免疫荧光检测到β-Catenin的核转运受到抑制;qRT-PCR结果显示Wnt信号通路负向调控因子Sfrp1的mRNA表达显著减少。5、双荧光素酶报告基因实验证明敲减NFIA后抑制Sfrp1转录活性;染色质免疫共沉淀实验结果进一步证实NFIA蛋白与靶基因Sfrp1的启动子存在物理结合,Nfia基因沉默使结合减少。6、Sfrp1基因沉默能够抑制脂肪细胞的分化;进一步研究表明Sfrp1基因沉默背景下,NFIA对脂肪细胞分化的促进作用被阻断。  结论:1、4周龄C57BL/6J小鼠各组织中,Nfia的mRNA在脂肪组织中高表达,提示NFIA可能与脂肪细胞的分化相关。2、NFIA促进前体细胞向脂肪细胞分化。3、NFIA转录激活Sfrp1表达,抑制Wnt/β-catenin信号通路,促进前体细胞成脂分化。
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