表皮生长因子对棘尾虫二分裂和再生性形态发生的作用及其分子机制研究

本课题从人表皮生长因子可促进棘尾虫细胞二分裂和再生性形态发生过程的实验现象出发，依据周期蛋白-激酶复合物调节细胞分裂周期的理论和表皮生长因子与受体相互作用的原理，提出关于表皮生长因子在原生动物纤毛虫形态发生过程中作用机理的假设。设计以棘尾虫为模式生物，采用免疫荧光、PCR和酵母杂交等分子生物学手段，与传统的原生动物实验方法相结合。首先证实棘尾虫中是否存在表皮生长因子或其受体蛋白，以及它们的基因序列，进而深入研究表皮生长因子与细胞周期依赖激酶之间、与受体蛋白之间以及与基因序列之间的关系，以揭示表皮生长因子对棘尾虫分裂和再生过程的作用机理。为纤毛虫形态发生的调控机制研究提供新的思路，为开展单细胞动物形态发生机理的研究开辟一条新的途径。研究成果可以为细胞生物学相关领域的研究提供新的资料，对阐明多细胞动物细胞增殖、分化、免疫等重要生命现象也有重要参考价值。

本项目首先证实了hEGF可以明显提高棘尾虫细胞分裂速度和创伤修复速度，可以整体缩短细胞分裂周期，但对于棘尾虫种群的生长曲线没有明显改变。其次，利用免疫荧光实验间接证实了在棘尾虫细胞内存在hEGF受体类物质，在棘尾虫创伤后形态重建过程中， hEGF时空表达量与重建过程正相关。透射电镜实验间接证实了hEGF对细胞膜和线粒体等亚显微结构保持年轻态具有正向作用。第三，采用转录组分析方法进一步发现了hEGF的表观效应的分子生物学证据，并揭示了其分子生物学机制与细胞组分合成、分子功能调控和生物学过程调控的多种基因的差异表达相关，说明hEGF对棘尾虫的二分裂和再生过程的促进作用是基于多元分子调控机制，而不仅仅是原来预想的周期蛋白依赖激酶（CDK）的调节作用，从而初步完成了项目预期目标。对上述结果的进一步分析将揭示更多分子机制。同时，我们还开展了纤毛虫分类学和毒理学研究。发现了前口虫属一新种（Frontonia n. sp.）和巨大尾柱虫（Urostyla grandis）的新记录，并对伪小双虫属模式种——拉氏伪小双虫（Pseudoamphisiella lacazei）进行了重描述。 获得了制药废水重要污染物的急性和慢性毒性效应指标。