SIX3和SIX6蛋白复合体成员在眼脑发育中的作用

申请者通过对MAML1的研究，改变了发育的某些传统观念；前期研究初步表明MAML1还能直接调节SIX3和SIX6的表达（SIX3和SIX6是控制眼和大脑发育的主要因子之一）；另外还成功分离了CSL等蛋白复合体，发现了去甲基化酶LSD1是CSL新组分之一（未发表的结果）。.基于这些基础，本课题拟用蛋白复合体沉淀和ChIP测序（ChIP-Seq）等方法，以SIX3和SIX6信号通路为主要研究对象，从蛋白与蛋白相互作用、蛋白与DNA结合这两种调控方式入手，分离SIX3和SIX6信号通路的成员，了解MAML1调节前后这些成员的变化，分析它们转导的信号通路，及其在眼和大脑正常发育中的功能；利用SIX3和SIX6已有的研究基础(突变致眼与大脑发育异常)，寻找异常发育信号通路并揭示其发病机制，为可能的治疗方案提供分子依据。

本课题从SIX家族蛋白的研究开始，研究发现：1）在SIX家族蛋白中，SIX1的功能与SIX3/SIX6不一样。表达SIX1能抑制C2C12细胞中的myogenis和myosin的表达，从而延缓细胞的分化，而不会影响MEF2的和Mef3表达及细胞的增殖；2）SIX家谱受到甲基转移的调控，CDA-II是DNA甲基转移酶抑制剂。通过采用经典分化模型，发现CDA-II.抑制细胞的生长、迁移、分化，其机理是CDA-II下调了细胞分化相关基因的表达，其结果表明CDA-II能够通过抑制细胞的分化和增值来影响机体发育；3）斜视是眼科常见疾病，发育异常会导致斜视的发生，但具体机制并不明了。通过分析正常人条眼肌和共同性斜视患者术后的眼外肌，发现相对于β-actin，MYOD1的表达总是相对较高的而MYOG则普遍较低，其他4个因子RB1，P21，P57，IGF1则没有较明显差异。在共同性斜视患者眼外肌中，MYOD1和MYOG显著下降，但还是遵循着正常人眼肌中MYOD1比MYOG表达要高的规律。RB1，IGF1，MCK和P21在大部分患者中是下降的，而P57是升高的。MYOD1的表达普遍较高而MYOG普遍较低，这可能是肌肉正常发育所必需的；而共同性斜视患者眼外肌中7个肌肉发育相关基因的表达水平都异于正常人，这表明肌肉发育的异常调节可能与斜视发生相关，这将帮助我们更进一步了解斜视的发病机制。4）Notch信号通路是细胞分化生长的关键因子之一。分析了NOTCH信号通路的各个组分，发现其在RPE细胞中的表达水平各不相同。抑制Notch通路能阻碍RPE细胞的增殖和迁移对、对RPE细胞的凋亡未有明显的变化，但对RPE细胞的周期影响较大，即抑制Notch通路后，S期及G2/M期的细胞明显减少，而G0/G1期细胞明显增多。NOTCH1的表达被抑制后影响Notch通路下游目的基因的表达。其中HES1, SOX9,.HEY2,.和MYC四个基因在Notch通路被抑制后有明显的下调趋势。本结果不仅丰富了人们对Notch信号通路在RPE细胞的功能的认识，还为RPE相关眼科疾病的研究和治疗提供了相关的理论基础。