一个核仁蛋白在小鼠胚胎成血成血管和人肿瘤血管新生中的作用及机制研究

HUTP14a binds p53 and promotes p53 degradation. We found that Utp14a knockout mice died at E9.5 with failure of vasculogenesis. Knockout of TP53 fails to rescue the embryonic lethality of Utp14a KO mice, indicating that there exits other pathways mediating Utp14a KO lethality rather than p53. The Tie2-Cre conditional knock of Utp14a results in embryo death earlier than E9.5, lacking vasculogenesis, demonstrating that the Utp14a KO embryo died of failure of endothelial cell differentiation. We’re firstly going to verify that Utp14a KO impairs differentiation of vascular endothelial cells during early embryo development of mouse. Further, we’ll uncover the mechanisms by which Utp14a affects differentiation of endothelial cells. We previously found that hUTP14a is upregulated in human tumors. In addition, hUTP14a binds c-Myc and protects c-Myc from degradation. It’s known that c-Myc plays an important roles in hematogenesis and angiogenesis. We thus will unravel if hUTP14a affects the tumor angiogenesis and the involved mechanisms. The purpose of this study is to provide scientific evidence for the function of hUTP14a in the human tumor development, metastasis and other human vascular diseases aiming to offer more potential targets for the clinical treatment of involved diseases.

hUTP14a降解抑癌基因产物p53，我们近期研究发现：1.Utp14a 基因敲除小鼠死于胚胎E9.5天之前的成血成血管阶段；同时敲除TP53基因未能挽救Utp14a 基因敲除引起的致死，说明Utp14a基因敲除导致胚胎致死存在p53以外的其它通路；在血管内皮中条件性敲除Utp14a后，子代小鼠胚胎死于E9.5之前，胚胎缺乏血管形成，说明Utp14a基因敲除的主要致死原因是血管形成缺失。2.hUTP14a在人肿瘤中表达升高，结合并激活c-Myc；已知c-Myc在肿瘤的血管新生过程中发挥重要作用。本研究将探讨Utp14a在小鼠胚胎成血成血管中的作用、人hUTP14a在肿瘤血管新生中的作用和机制，旨在为肿瘤的发生发展以及转移提供更多理论依据。并为其它血管相关疾病研究和临床诊治提供更多的科学依据和参考靶点。

造血和血管形成需要相互协调、共同决定胚胎的存活和发育，二者缺一不可。而在这两个过程中共同发挥作用的分子尚不十分清楚。核仁是产生核糖体的场所，其功能决定细胞的存活，重要核仁蛋白的缺失会导致胚胎早期致死。核仁蛋白UTP14a在核糖体加工中发挥作用，在多种肿瘤中表达升高，而其在胚胎发育过程中的作用尚未知。本项目构建了Utp14a基因敲除小鼠，发现Utp14a KO引起早期胚胎致死，并伴随造血和血管形成障碍。进一步构建了Tie2-cre+;Utp14a(-/Y)小鼠模型，在血管上皮细胞中敲除Utp14a，发现胚胎致死并伴随血管形成障碍。构建了Vav1- cre+;Utp14a(-/Y)小鼠模型, 在造血细胞中敲除Utp14a，发现胚胎致死并伴随造血障碍。而Utp14a KO引起早期胚胎致死不能被Trp53 KO挽救，表明Utp14a KO引起的早期胚胎致死与p53无关，而是通过影响造血和血管形成导致胚胎致死。本研究在小鼠ES细胞中敲除了Utp14a后进行了转录组测序，下游基因中存在与造血和血管形成相关的基因改变。因此阐明Utp14a通过调节下游基因同时调控胚胎的造血和血管形成。在12月龄的杂合子中发现了心肌肥大的现象，表明Utp14a在心血管形成及其相关疾病中发挥重要作用。由于胎盘的发育障碍将会直接影响胚胎发育，本项目同时对Utp14a KO的小鼠胎盘进行了详细研究，发现Utp14a KO引起胎盘的滋养层变薄，其中的滋养层巨细胞减少，对其分子机制进行探索发现：Utp14a KO使胎盘生长因子（PlGF）的分泌减少，导致胎盘发育障碍，可能导致胚胎致死。本研究为理解Utp14a的功能及其在心血管疾病中的作用提供了科学依据。本项目同时对与UTP14a结合的蛋白NIR和PPP1R26的功能进行了研究，对UTP14a的两个下游基因编码的蛋白PAX6和Sec62的功能进行了研究。