剪接因子srsf2a在斑马鱼早期造血发生过程中的功能研究

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RNA剪接机器由5个小核核糖核蛋白(Small nuclear ribonucleoproteins,sn RNP)复合物组成。每个剪接复合物由多个蛋白组成,这些蛋白质称为剪接因子。SRSF2(Serine and arginine Rich Splicing Factor 2)属于SR蛋白家族,在pre-m RNA到成熟m RNA的剪接加工中发挥重要作用。近年来的研究表明,SRSF2可能在血液系统形成和维持过程中具有重要的生理功能,在20~30%的骨髓增生异常综合征(Myelodysplastic syndrome,MDS)检测到SRSF2基因的突变,但其突变引起MDS的病理机制尚不清楚。本研究旨在通过CRISPR/Cas9技术敲除斑马鱼srsf2a基因,应用模式生物斑马鱼研究srsf2a基因在造血系统发育和分化中的生理功能。首先通过CRISPR/Cas9技术得到srsf2a基因1号外显子缺失26个碱基对的突变体(c.97_122del26),该突变导致从第33个氨基酸开始,翻译22个异常的氨基酸后提前终止。srsf2a-/-纯合突变体2个月时生存率大约在3%~13%,但仍有少部分可以活至成鱼并进行繁殖。通过原位杂交技术检测srsf2a在斑马鱼胚胎中的时空表达模式,发现srsf2a基因在受精后18~24小时(hours post-fertilization,hpf)斑马鱼初级造血部位中间细胞群(Intermediate cell mass,ICM)高度表达,在受精后4天~受精后5天(days post-fertilization,dpf)胸腺高度表达,提示srsf2a可能在斑马鱼造血发育中发挥重要作用。为检测srsf2a敲除对斑马鱼造血发育的影响,我们首先利用各系血细胞标记基因构建探针,通过整胚原位杂交检测srsf2a敲除斑马鱼各个血系细胞标记基因在不同时期的表达情况。通过检测24 hpf成血管母细胞标记基因scl、红系血细胞标记基因gata1、hbae1和髓系血细胞标记基因l-plastin、lyz,发现srsf2a基因敲除对斑马鱼初级造血没有影响;通过检测36 hpf红系血细胞标记基因gata1和髓系血细胞标记基因l-plastin,发现srsf2a基因敲除不影响红髓系祖细胞(erythro-myeloid progenitors,EMP)造血过程;通过检测受精后2~3天造血干细胞标记物cmyb,发现纯合突变体造血干祖细胞生成和迁移正常;最后通过检测5dpf红系血细胞标记基因hbae1、β-globin和髓系血细胞标记基因l-plastin、lyz,发现srsf2a基因敲除对次级红系、次级髓系造血均没有影响,但5dpf srsf2a-/-斑马鱼T细胞标记基因rag1、lck却明显下降,说明srsf2a敲除影响了斑马鱼T淋巴细胞的发育和成熟。本论文成功构建了srsf2a敲除的斑马鱼模型,应用这一模型发现srsf2a敲除对斑马鱼初级造血、EMP造血及次级红系、次级髓系血细胞发育没有影响,但显著影响T淋巴细胞的分化,这一发现表明Srsf2a可能是新的淋巴细胞调控因子。进一步研究将阐明斑马鱼T淋巴细胞发育新的调控机制,并可能为SRSF2突变的人类血液疾病提供新的研究切入点。
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