Polycomb Group Gene E(z) Is Required for Spermatogonial Dedifferentiation in Drosophila Adult Testis

doi:10.1016/j.jmb.2017.04.012

。2017年6月30日；429(13):2030-2041.

doi:10.1016/j.jmb.2017.04.012。 Epub 2017年4月21日。

果蝇成虫睾丸精原去分化需要多梳组基因E（z）

苏浩恩¹, 冯丽娟¹, 路易斯·塞德诺·罗萨里奥¹, 强干¹, 刚伟（Gang Wei）², 崔凯荣², 赵克吉², Xin Chen（新晨）^三

附属公司

¹约翰霍普金斯大学生物系，美国马里兰州巴尔的摩，邮编21218。
²美国马里兰州贝塞斯达NIH国家心脏、肺和血液研究所分子免疫学实验室，邮编：20892。
^三约翰霍普金斯大学生物系，美国马里兰州巴尔的摩，邮编21218。电子地址：xchen32@jhu.edu。

PMID： 28434938
PMCID公司：项目编号C5516936
内政部： 2016年10月10日/j.jmb.2017.04.012

果蝇成虫睾丸精原去分化需要多梳组基因E（z）

苏浩恩等。分子生物学杂志。 2017。

。2017年6月30日；429(13):2030-2041.

doi:10.1016/j.jmb.2017.04.012。 Epub 2017年4月21日。

作者

苏和恩¹, 丽娟·冯¹, 路易斯·塞德诺·罗萨里奥¹, 强干¹, 刚伟（Gang Wei）², 崔凯荣², 赵克吉², Xin Chen（新晨）^三

附属公司

¹约翰霍普金斯大学生物系，美国马里兰州巴尔的摩，邮编21218。
²美国马里兰州贝塞斯达NIH国家心脏、肺和血液研究所分子免疫学实验室，邮编：20892。
^三约翰霍普金斯大学生物系，美国马里兰州巴尔的摩，邮编21218。电子地址：xchen32@jhu.edu。

PMID： 28434938
PMCID公司：项目编号C5516936
内政部： 2016年10月10日/j.jmb.2017.04.012

摘要

去分化是在衰老或损伤后再生过程中补充丢失的干细胞以维持组织内环境稳定的重要过程。在此，我们报告称，需要Zeste增强子[E（z）]（Polycomb阻遏复合物2（PRC2）的一个成分）在生态位微环境中维持稳定的生殖系干细胞池。在衰老过程中，E（z）活性降低的生殖细胞不能满足这一要求，但这种缺陷既不是由于GSC死亡增加，也不是因为过早分化。相反，我们发现证据表明，胚系中E（z）失活后GSC的减少可能归因于脱分化缺陷。在从基因操纵的GSC耗竭中恢复的过程中，E（z）基因敲除的生殖细胞也无法补充丢失的GSC。综上所述，我们的数据表明，E（z）在生殖细胞中发挥内在作用，激活去分化，从而在衰老和组织再生过程中补充丢失的GSC。

关键词：Zeste增强器；多梳抑制复合体；去分化；生殖系干细胞。

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数字

**图1。GSC维护需要E（z）**
(一)示意图*果蝇属*成年睾丸。(b条)克隆诱导（ACI）后两天睾丸的顶端区域。用抗Vasa（生殖细胞标记）、Arm（轮毂和囊肿细胞标记）和GFP抗体进行免疫染色。GFP阴性细胞（黄色轮廓）表示*E（z）⁷³¹*突变体GSCs。比例尺：10μm。(**c（c）**)GFP阴性WT GSC对照试验中总GSC数和GFP阴性GSC数的量化与。GFP阴性的睾丸*E（z）⁷³¹*突变型GSC（平均值±S.E.M.）。(d日)顶区*编号Gal4*控制和*nos>E（z）shRNA*羽化后1天（1D）和28天（28D）的睾丸。用针对Vasa、FasIII（中心标记）和α-精蛋白（分光体和融合体标记，一种生殖细胞特异性细胞器[75]）的抗体进行免疫染色。比例尺：20μm。星号：轮毂。(**e（电子）**)GSC数量的量化*编号Gal4*控制和*nos>E（z）shRNA*羽化后1天（1D）和28天（28D）的睾丸。*P（P）*-使用双尾学生的t吨-测试。使用GraphPad Prism软件显示数据。

**图2。生殖细胞脱分化需要E（z）**
28日龄的心尖区(一)对照试验和(b条)*E（z）*击倒睾丸。使用针对γ-微管蛋白（γ-Tub，中心体标记）和Vasa（生殖细胞标记）的抗体进行免疫染色。显示了具有定向中心体（左图中的黄色箭头）或定向错误中心体的GSC（白色轮廓）。比例尺：10μm。星号：轮毂。(**c（c）**)中心体定向错误的GSC百分比*无-Gal4*控制和*nos>E（z）shRNA*28日龄雄性的睾丸。*P（P）*-使用双尾学生的t吨-测试。

**图3。精原细胞需要E（z）进行去分化和GSC维持**
(一)顶区*bam-铝4*控制和*bam>E（z）shRNA*羽化后21D雄性睾丸。使用针对Vasa（生殖细胞标记物）、FasIII（中枢标记物）和H3K27me3的抗体进行免疫染色。在*bam-铝4*对照苍蝇，H3K27me3在GSC和GBs（黄色箭头）、精原细胞（黄色箭头方向）和精母细胞（红色箭头方向）中检测到。在*bam>E（z）shRNA*睾丸，H3K27me3在GSC和SG（黄色箭头）中检测到，在远离中枢（星号）的精原细胞（黄色箭头处）和精母细胞（红色箭头处）中几乎检测不到。比例尺：20μm。星号：轮毂。(b条)GSC数量的量化*bam-铝4*控制和*bam>E（z）shRNA*羽化后1天（1D）和21天雄性睾丸。(**c（c）**)顶区对照睾丸和*E（z）*羽化后21D雄性的击倒睾丸。使用抗γ-微管蛋白（γ-Tub，中心体标记）、FasIII和Vasa抗体进行免疫染色。显示了具有定向中心体（左图中的黄色箭头）或定向错误中心体的GSC（白色轮廓）。比例尺：10μm。星号：轮毂。(d日)中心体定向错误的GSC百分比*bam-铝4*控制和*bam>E（z）shRNA*羽化后21D雄性睾丸。*P（P）*-使用双尾学生的t吨-测试。使用GraphPad Prism软件提供的数据。

**图4。再生过程中生殖细胞脱分化需要E（z）**
睾丸顶端区(一,b条)*hs-bam，编号-Gal4*控制雄性和(**c（c）**,d日)*hs-bam，nos>E（z）shRNA*热休克后睾丸(一,**c（c）**)以及恢复后(b条,d日). 针对Vasa（生殖细胞标记）、FasIII（枢纽标记）、α-spectrin（分光体和融合体标记，一种生殖细胞特异性细胞器[75]）和Traffic Jam（CySC和囊肿细胞标记）的免疫染色。比例尺：20μm。星号：轮毂。(**e（电子）**)控制中GSC数量的量化*hs-bam，编号-Gal4*睾丸和*hs-bam，nos>E（z）shRNA*热休克后、恢复后5天和7天的睾丸（平均±S.D.）。*P（P）*-使用双尾学生的t吨-测试。使用GraphPad Prism软件显示数据。

图5
**正在停用*E（z）*有丝分裂细胞丰富时染色质结构的整体变化砰睾丸。**(一)Western blot显示H3K27me3信号在*E（z）⁶¹砰*温度变化到限制状态三天后，睾丸开始生长。(b条)散点图显示富含H3K4me3的基因在*E（z）⁶¹砰*睾丸。蓝色虚线表示统计截止线*P（P）*在1kb窗口中，每100万次总读取次数<0.05。每个象限中的基因数用黑色标记。红线和绿线表示2倍变化截止，黄线表示无变化。3788个基因位于红线以上，因此H3K4me3在*E（z）⁶¹砰*睾丸；199个基因低于绿线，因此H3K4me3在*E（z）⁶¹巴姆*睾丸。(**c（c）**)散点图显示，富含RNA Pol II的基因在*E（z）⁶¹砰*睾丸。971个基因位于红线以上，因此Pol II在*E（z）⁶¹砰*睾丸；331个基因位于绿线以下，因此在*E（z）⁶¹砰*睾丸。

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1. Cheng J等人。中心体定向错误会减少衰老过程中的干细胞分裂。自然。2008年；456(7222):599–604.-项目管理咨询公司-公共医学
1. Kai T，Spradling A.黑腹果蝇卵巢中分化生殖细胞可以转化为功能性干细胞。自然。2004;428(6982):564–9.-公共医学

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[2] Clarke MF，Fuller M.干细胞与癌症：夏娃的两张脸。单元格。2006;124(6):1111–5.-公共医学

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[7] Cheng J等人。中心体定向错误会减少衰老过程中的干细胞分裂。自然。2008年；456(7222):599–604.-项目管理咨询公司-公共医学

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[9] Kai T，Spradling A.黑腹果蝇卵巢中分化生殖细胞可以转化为功能性干细胞。自然。2004;428(6982):564–9.-公共医学

[10] Kai T，Spradling A.黑腹果蝇卵巢中分化生殖细胞可以转化为功能性干细胞。自然。2004;428(6982):564–9.-公共医学

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