CD133果蝇同源基因Prominin-like调控体型大小的分子机制研究

CD133 has been identified as a putative cancer stem cells marker in many tumors, but its biological function and molecular mechanisms remain largely elusive. Body size control is a fundamental biological question. Abnormal body size control, could affect the body's development, and even lead to cancer and metabolic diseases. Our previous studies identified lacking of Prominin-like, a homolog of mammalian CD133, results in a larger body size in Drosophila and the situation is more obvious when grow on an amino-acid-restricted diet. Further studies show that the levels of insulin/TOR pathway are up-regulated in the absence of prominin-like. We will integrate several methodologies, including fly genetics, cell biology, confocal microscopy, real time quantitative PCR, to study the functions of Prominin-like as well as relationships between Prominin-like and the Insulin/TOR pathway. The identification of the physiological function of Prominin-like in Drosophila may provide valuable insight into the understanding of the metabolic function of CD133 in mammals on individual level. Besides, this study could perfect the mechanism of body size regulation.

CD133作为肿瘤干细胞的标志物，但其生物学功能和分子机制仍然有许多不清楚。体型大小调控是生命科学研究中的一个基本问题，其异常可影响机体发育，或导致肿瘤及代谢类疾病的发生。我们前期工作发现，哺乳类肿瘤干细胞标志物CD133在果蝇中的一个同源基因Prominin-like的缺失会引起果蝇体型变大,且在低蛋白食物下其体型变大更加显著。进一步的研究表明其insulin/TOR水平上调。本课题将利用遗传学和细胞生物学方法，激光共聚焦显微镜，实时荧光定量PCR等技术，深入研究Prominin-like的功能，并且分析Prominin-like与Insulin/TOR信号通路等之间的相互调控关系。我们对于Prominin-like功能的研究，将为CD133在个体水平及发育过程中的功能研究提供新线索，同时可以进一步完善体型大小调控机制。

CD133作为一个被广泛应用于鉴定和分离正常干细胞、肿瘤干细胞的分子标志物，其生物学功能和分子机制（尤其是在个体水平上）仍然有许多不清楚。本课题利用果蝇和果蝇S2细胞，研究了CD133果蝇同源基因Prominin-like的功能和信号通路。本课研究结合利用遗传学和细胞生物学方法等多种方法，我们完成了以下内容并获得有价值的结果：1）Prominin-like表达受到蜕皮激素信号通路的条件，拮抗Insulin/TOR信号通路。敲除Prominin-like导致果蝇体型变大，储存的脂质更多，更耐饿；且在低蛋白食物下Prominin-like突变体体型变大差异更加显著。2）过表达人CD133，可以拯救Prominin-like突变果蝇的表型。3）通过酵母双杂交，GST-pull down, CO-IP等技术，发现Prominin-like与线粒体复合物I的一个亚基ND20互作，敲低Prominin-like，导致线粒体功能条件性受损。我们对于Prominin-like功能的研究，将为CD133在个体水平及发育过程中的功能研究提供新线索，同时也为探讨CD133和Insulin/TOR信号通路，线粒体在其他相关疾病中的作用机制奠定基础。通过本课题研究，在FASEB journal，Cell & Bioscience，Cell death & disease发表论文各1篇，协助培养研究生3名，参加第国际学术会议一次，国内果蝇大会一次。