雌激素相关受体对成年雌性果蝇生殖干细胞维持的关键作用研究

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Developmental Biology 2.5

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  成年组织功能依赖干细胞自我更新等,雌激素相关受体(ERR)在代谢等方面有作用,但在调控干细胞行为方面研究不足。研究人员以成年雌性果蝇生殖干细胞(GSC)为模型开展研究,发现 ERR 对维持 GSC 数量等很关键,凸显其在干细胞自我更新调控中的重要性。

  在生命的微观世界里,干细胞就像一群神奇的 “魔法师”,掌控着组织的生长、修复和更新。成年组织想要维持正常功能,干细胞的自我更新和增殖必须精准有序地进行,而这一过程受到众多因素的影响,内在细胞特异性因子、周围微环境的信号以及新陈代谢的变化等,都在其中发挥着重要作用。雌激素相关受体(ERR)作为孤核受体亚家族的重要成员,在新陈代谢和动物生理调节方面一直备受关注。在哺乳动物中,ERR(NR3B1、NR3B2、NR3B3)不仅参与线粒体生物合成、脂质代谢的调控,还在干细胞维持方面有着关键作用。在果蝇的世界里,ERR 同样展现出独特的功能,它能推动幼虫生长,还在成年雄性果蝇的代谢协调以及精子发生等过程中发挥重要作用。
然而,尽管科学家们对 ERR 在果蝇代谢方面的研究已经较为深入,但 ERR 在调控干细胞行为方面是否具有保守性需求,却一直是个未解之谜。为了揭开这层神秘的面纱,来自国外的研究人员开启了一场探索之旅,他们的研究成果发表在《Developmental Biology》杂志上。

研究人员选择了成年雌性果蝇生殖干细胞(GSC)谱系作为研究模型。他们采用的主要关键技术方法包括:利用条件性热休克驱动的 FLP - FRT 重组技术构建全身 ERR 敲除的果蝇模型;借助荧光标记的 ERR BAC 转基因(ERR::GFP.FSTF)来检测 ERR 蛋白在卵巢中的表达和定位。

ERR 在成年果蝇卵巢中表达


为探究 ERR 在成年雌性 GSC 谱系中的作用,研究人员首先利用 ERR::GFP.FSTF 检测其在卵巢中的表达与定位。结果发现,ERR::GFP.FSTF 在整个卵巢中均有表达,从生殖腺开始,一直持续到 10 期。有意思的是,该蛋白定位于生殖细胞的细胞质中。这一结果初步表明 ERR 在卵巢发育过程中可能扮演着某种角色。

ERR 对成年雌性果蝇生殖干细胞数量和糖酵解酶表达的影响


研究人员通过条件性热休克驱动的 FLP - FRT 重组技术,构建了成年雌性果蝇全身 ERR 敲除模型。研究发现,与正常果蝇相比,敲除 ERR 后,成年雌性果蝇的 GSC 数量显著减少,同时 GSC 中的糖酵解酶表达也明显降低。这一结果说明 ERR 对维持成年雌性果蝇 GSC 数量以及糖酵解酶的表达至关重要。

ERR 在成年雌性果蝇生殖系中维持 GSC 的作用机制


进一步研究发现,ERR 在成年雌性果蝇生殖系中对维持 GSC 的作用具有细胞自主性,即该作用不依赖于其他细胞的辅助。同时,研究还表明,ERR 对 GSC 的调控与成年雌性果蝇脂肪细胞中的 ERR 活性无关。这意味着 ERR 在调控 GSC 时,有着独立于脂肪细胞的作用机制。

综合以上研究结果,研究人员得出结论:ERR 在成年雌性果蝇中对调节 GSC 谱系至关重要。这一发现不仅揭示了 ERR 在果蝇生殖干细胞维持中的关键作用,还进一步凸显了 ERR 在干细胞自我更新调控中的古老且保守的作用。这一研究成果为深入理解干细胞维持的分子机制提供了新的视角,也为未来相关领域的研究奠定了重要基础。它让我们更加清晰地认识到 ERR 在生命进程中的重要意义,为后续探索干细胞相关疾病的治疗策略以及动物生殖发育调控等方面提供了宝贵的理论依据。

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