基因lethal giant larvae调节果蝇卵巢滤泡上皮组织的模式建成及形态发生的机理研究

果蝇卵巢滤泡上皮组织由单层上皮滤泡细胞组成，这些滤泡细胞在卵子发生中经历特征性的分化、形变和迁移过程，完成组织的模式建成和形态发生，在卵母细胞的发育成熟中起不可或缺的作用。本课题组已发表的研究成果表明，细胞极性基因lgl在果蝇卵子发生中调节后端滤泡细胞的分化。进一步研究还发现，lgl功能丧失可导致边界细胞簇在定向移动中发生解聚，从而影响该类上皮滤泡细胞的协同性迁移。在此基础上，本项目拟应用丰富的果蝇遗传操作技术，从相关信号通路激活、细胞极性与黏附功能的调控入手，探讨并揭示该基因在滤泡上皮组织不同亚群滤泡细胞的命运获得以及边界细胞簇协同性迁移中的具体作用环节及相关机制。果蝇卵子发生作为理想的模式系统，已被成功地应用于研究组织发育中的重要生物学过程及其调节机制，如细胞分化与形态构建、细胞信号与模式建成、细胞定向迁移与肿瘤转移等。本项目的开展无疑将为阐释这些复杂生命现象提供更有价值的线索和依据。

基于前期工作基础，本项目进一步探讨了基因lethal giant larvae (lgl) 在果蝇卵巢上皮组织的模式建成与形态发生中的作用及其机理，研究取得了以下结果：（1）lgl基因功能失活突变不仅导致卵巢上皮组织模式建成中的后端滤泡细胞亚群命运获得的缺陷，还不同程度地干扰了前端滤泡细胞亚群中三组细胞-边界细胞、伸展细胞和向心细胞的正常分化。进一步研究证实，lgl对后端滤泡细胞分化的调控作用是通过影响EGFR、Notch以及JAK/STAT信号通路的协同激活来实现的；而边界细胞分化异常则归咎于Notch信号通路在上皮组织前端不能正常激活；（2）lgl基因功能对维持边界细胞团簇在定向迁移中的完整性是必需的。分子及遗传学实验表明，基因功能丧失可显著影响细胞极性标记分子aPKC及细胞黏附分子DE-cadherin/Armadillo的亚细胞表达与分布，从而诱发边界细胞团簇在迁移过程中发生单个细胞的解离。本研究不仅有助于加深对卵巢滤泡上皮组织的模式建成及形态发生这一生物学过程的理解，还为深入探究lgl等肿瘤抑制基因的细胞与发育生物学功能开辟了新的途径。