他们对新生小鼠心肌再生和修复过程进行了细致的研究,刘耕课题组利用了可以在体内轻微激活p53的小鼠遗传模型

 www.56.net     |      2019-12-27 12:18

南京大学模式动物研究所刘耕教授课题组在应激刺激影响细胞行为和命运研究中取得重要进展,研究成果以p53 pathway is involved in cell competition 为题于2017年1月3日在线发表在《美国科学院院刊》(www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1617414114)上。论文的第一作者是南京大学博士生张国鑫和解茵茵,论文的通讯作者为南京大学模式动物研究所刘耕教授。

心脏疾病在我国人群中呈现不断增长的发生率,发病年龄趋向年轻化。在这些心脏疾病中,心肌损伤及病变往往导致心肌细胞死亡,引起心脏功能下降,严重时导致心脏衰竭。因此,研究心肌细胞损伤后修复与再生具有重要的社会意义和临床应用前景。

刘耕,PhD,教授、博士生导师。研究经历:2000-2006年于德克萨斯大学M.D.Anderson癌症中心进行博士后研究。

必赢 1

必赢,细胞应激反应是细胞应对来自细胞内外的各种应激刺激而产生的保护性或适应性的变化,与细胞的生存、功能和行为乃至组织与机体的健康息息相关。抑癌基因p53是控制细胞应激反应的一个关键因子,包括药物和射线引起的DNA损伤、核糖体应激、氧化损伤、能量缺乏在内的多种信号可以启动p53介导的应激响应,从而控制细胞的行为和命运。以往的研究集中在由较强的应激刺激所诱发的受p53调控的细胞周期阻滞、细胞凋亡和衰老等方面,对于较弱的应激信号对细胞的影响则通常被忽视了。但在个体发育和组织稳态维持的过程中,存在大量异质化状态的可能具有轻微损伤的细胞,这类细胞的行为和命运如何调控,能否被清除,目前还知之甚少。

www.56.net,新生小鼠的心肌细胞在出生后一周之内具有旺盛的增殖能力,可以进行心肌修复和再生,但其中尚有许多问题需要解决。南京大学模式动物研究所杨中州教授及刘耕教授实验室进行合作研究,建立了一个新颖的可以跟踪增殖心肌细胞的谱系示踪系统,动态跟踪出生后心脏发育过程中的心肌细胞增殖,发现克隆样的扩增特征,具有长时(long term)维持效应,在成年小鼠心脏中得以维持。利用这种遗传谱系示踪系统,他们对新生小鼠心肌再生和修复过程进行了细致的研究,发现p53阳性心肌细胞谱系是心肌再生与修复的主要细胞来源。这些研究结果发表在Development杂志上(

1学习经历

2019年7月23日,美国MDI生物学实验室的Jarod A. Rollins和南京大学的陈迪课题组在Cell Reports发表了题为Translational Regulation of Non-autonomous Mitochondrial Stress Response Promotes Longevity的研究论文,揭示了秀丽隐杆线虫超级长寿的daf-2 rsks-1双突变体中由组织特异性mRNA翻译调控介导的细胞非自主性激活线粒体应激和AMPK的分子机制。

为研究由持续性轻微应激信号引发的细胞应激反应, 刘耕课题组利用了可以在体内轻微激活p53的小鼠遗传模型,在这种模型的细胞中p53的激活和由较低剂量的X射线或化疗药物所诱发的程度相当。结合体内遗传标记系统,刘耕课题组发现,虽然由相同遗传构成的p53轻微激活的小鼠可以正常发育和存活,但在由p53轻微激活细胞与正常细胞混合的镶嵌型小鼠中,p53轻微激活细胞和周边细胞相比生长显著变慢,克隆形成能力弱,在胚胎发育过程中逐渐被淘汰,显示其在组织中多细胞竞争环境下特异性的生长劣势。在成体镶嵌型小鼠中,快速更新的骨髓、脾脏和睾丸等组织同样存在p53轻微激活细胞被逐渐被淘汰的现象。细胞竞争是在果蝇中发现的一种机体清除处于亚健康状态细胞以保持整体健康的重要机制,但在哺乳动物中研究较少。刘耕实验室的这项研究结果不仅揭示了p53轻微激活时的一种具有广泛意义的细胞命运决定方式,还将细胞应激与细胞竞争紧密联系起来,为发育、衰老和肿瘤发生的研究提供了新的视点和思路。

必赢 2

1988年毕业于武汉大学生物系,获生物化学学士学位

该研究利用polysomal profiling与mRNA-Seq相结合的技术,对野生型和daf-2 rsks-1双突变体的转录组和翻译组进行了系统分析。遗传筛选实验显示,在daf-2 rsks-1双突变体中翻译水平下调的基因存在衰老负调控因子,其中包括编码进化中高度保守的细胞色素c基因cyc-2.1。抑制细胞色素c的表达促进代谢器官中线粒体分裂,并激活线粒体应激和AMPK,从而显著的延长寿命。组织特异性分析显示,细胞色素c主要作用于线虫的生殖腺中调控寿命,而在生殖腺中抑制细胞色素c能够通过细胞非自主性的方式激活代谢器官中的线粒体应激和AMPK。进一步研究表明,在daf-2 rsks-1双突变体的生殖腺中,mRNA翻译负调控因子GLD-1的蛋白水平上调,从而抑制了细胞色素c 的翻译,并激活代谢器官中的线粒体应激。通过RNAi敲降gld-1或者线粒体应激信号通路中的关键转录因子均可显著的抑制daf-2 rsks-1双突变体的长寿表型。