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.2004年8月;24(15):6710-8.
doi:10.128/MCB.24.15.6710-6718.2004。

mTOR对早期小鼠胚胎和胚胎干细胞的生长和增殖至关重要

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mTOR对小鼠早期胚胎和胚胎干细胞的生长和增殖至关重要

村上春美等人。 分子细胞生物学. 2004年8月.

摘要

TOR是一种丝氨酸-三氢嘌呤激酶,最初被确定为酿酒酵母中雷帕霉素的靶标,后来发现在真核生物中高度保守。在果蝇中,TOR或其底物S6激酶失活会导致细胞尺寸减小和胚胎死亡率降低,表明TOR途径在细胞生长控制中起着关键作用。然而,哺乳动物TOR(mTOR)的体内功能尚不清楚。在本研究中,我们通过同源重组破坏了小鼠mTOR的激酶结构域。虽然杂合突变小鼠正常且可生育,但纯合子突变胚胎在植入后不久因胚胎和胚外细胞增殖受损而死亡。纯合子囊胚看起来正常,但其内细胞团和滋养层在体外未能增殖。mTOR的C-末端六种氨基酸对激酶活性至关重要,其缺失会导致胚胎干细胞的细胞尺寸减小和增殖停滞。这些数据表明,mTOR控制早期小鼠胚胎和胚胎干细胞的细胞大小和增殖。

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图1。
图1。
mTOR的表达谱。(A) 通过Northern blot检测ES细胞和12只成年小鼠组织中mTOR转录物的表达水平。(B) 如前所述,通过蛋白质印迹分析测定人胚胎肾(HEK)细胞和ES细胞中的mTOR蛋白水平(16)。CDK4被用作加载控制。
图2。
图2。
有针对性地破坏小鼠mTOR公司基因。(A) 我们构建了一个靶向载体,用IRES-β基因盒替换外显子44至47。显示了限制性内切酶位点(E,EcoRI;K,KpnI)的位置和用于Southern blot分析的探针。与激酶结构域相对应的外显子显示为黑框。箭头表示PCR使用的引物。(B) Southern blot和PCR分析。实心箭头表示对应于野生型基因座的条带,而开放箭头则表示对应于目标基因座的带。WT,野生型ES细胞;+/-,杂合突变ES细胞。(C) Northern blot分析表明,除了野生型转录物外,靶细胞还表达了更大的转录物,对应于mTOR和βgeo的融合。(D) 蛋白质印迹分析。如前所述测定mTOR、4E-BP1和CDK4的蛋白质水平(16)。
图3。
图3。
胚胎致死性mTOR公司突变体。(A) 受精后6.5天解剖胚胎。(B和C)石蜡包埋胚胎在生后6.5天(B)和生后7.5天(C)的苏木精和伊红染色切片。括号中显示了形态正常和变异(异常)的胚胎数量。
图4。
图4。
mTOR在囊胚增殖中的作用。(A) 在受精后3.5天从杂合杂交中收集胚胎,并通过PCR进行基因分型。显示了具有代表性的野生型(+/+)和纯合突变型(−/−)胚胎。(B) 野生型和纯合型突变囊胚在涂有明胶的培养皿中培养7天。(C) 用雷帕霉素(200 nM)体外培养野生型囊胚7天。
图5:。
图5:。
ES细胞中mTOR末端C端的条件性缺失。(A) 3′终点mTOR公司显示了基因、靶向载体和正确靶向的突变基因座。后两个序列中的实心三角形表示液氧磷地点。星号表示mTOR的翻译终止密码子。还显示了限制性内切酶位点(B,BamH;H,HindIII)和Southern blotting探针的位置以及PCR引物(箭头)的位置。(B) Southern blot和PCR分析。实心箭头表示与野生型基因座相对应的条带,而空心箭头表示与目标基因座相对应的条带。野生型ES细胞;Flox/+,杂合靶向ES细胞;Flox/Flox,纯合靶向ES细胞。(C) Northern印迹分析。(D) Western blot分析显示mTOR、4E-BP1和CDK4的蛋白质水平。
图6。
图6。
ES细胞中mTOR失活的影响。(A) mTOR公司弗洛克斯/弗洛克斯用由组氨酸标签、Tat肽、猴病毒40核定位信号和Cre重组酶(HTNC)或PBS组成的重组融合蛋白处理ES细胞和野生型ES细胞。在HTNC处理后24、48和72 h用Western blot检测mTOR、4E-BP1和CDK4的蛋白水平。(B) 每24小时计数一次细胞数。(C)用雷帕霉素(20 nM)或溶剂(乙醇)处理野生型ES细胞指定时间,并计数细胞数。(D和E)通过流式细胞术分析面板B和C中的细胞来确定细胞周期分布在HTNC处理后的指定时间点,通过PCR评估C介导的漂浮片段缺失。箭头表示用于PCR分析的引物。Del表示经过Cre介导的floxed区域缺失的位点。星号表示翻译终止密码子。
图7。
图7。
FKBP12在ES细胞中的表达。(A) 通过Northern blot分析确定FKBP12转录物的组织分布。(B) Northern blot分析证实FKBP12在MG1.19 ES细胞中的转基因表达。开放箭头表示转基因表达,而实心箭头表示内源性表达。作为阴性对照,用亲本质粒(模拟)转染细胞。(C) 雷帕霉素(20 nM)对转染亲本质粒(模拟)和FKBP12表达质粒的细胞增殖的影响。

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引用人

工具书类

    1. 北卡罗来纳州巴贝特、U.Schneider、S.B.Helliwell、I.Stansfield、M.F.Tuite和M.N.Hall。1996年。TOR控制酵母中的翻译起始和早期G1进展。分子生物学。手机7:25-42。-项目管理咨询公司-公共医学
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