BMP信號通路在高等動物早期胚胎發(fā)育中神經(jīng)/非神經(jīng)的細胞命運決定中起到非常重要的作用。近日，中科院上海生科院生化與細胞所景乃禾研究組在研究中發(fā)現(xiàn)鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子Ovol2作為一個新的BMP信號下游靶基因，參與調(diào)控神經(jīng)外胚層和中內(nèi)胚層間的命運決定。相關(guān)論文發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Journal of Biological Chemistry上。
景乃禾研究組博士研究生張婷等發(fā)現(xiàn)在小鼠胚胎干細胞（Embryonic Stem Cells，ESCs）的神經(jīng)分化過程中，鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子Ovol2的表達水平持續(xù)下降。功能研究發(fā)現(xiàn)，Ovol2能夠抑制ESCs的神經(jīng)分化，并促進其向中內(nèi)胚層細胞分化。此外，通過shRNA抑制Ovol2的表達，能顯著削弱BMP信號對神經(jīng)分化的抑制和對中內(nèi)胚層分化的促進作用。
機制研究進一步發(fā)現(xiàn)，BMP信號通過磷酸化的Smad1/5/8結(jié)合到Ovol2基因的第二個內(nèi)含子上直接上調(diào)其表達。在早期雞胚中，Ovol2表達于神經(jīng)區(qū)域之外，并被BMP4上調(diào)。而在早期雞胚的未來神經(jīng)板區(qū)域過表達Ovol2，能夠明顯抑制神經(jīng)板標記基因Sox2的表達。
這一工作揭示了BMP信號在早期胚胎發(fā)育中，如何通過其下游的轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控神經(jīng)外胚層和中內(nèi)胚層的命運決定，從而保障各胚層發(fā)育的正常進行。該項工作得到了國家、國家自然科學(xué)基金委、中國及上海市科委的經(jīng)費支持。
作者簡介：
景乃禾：研究員，常務(wù)副所長，研究組長，博士生導(dǎo)師
1978-1982年，南京大學(xué)化學(xué)系，獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位。1982-1988年，中科院上海生物化學(xué)研究所研究生，獲理學(xué)博士學(xué)位。1989-1991年，日本理化學(xué)研究所博士后研究。1992-1993年，以訪問學(xué)者身份赴日本理化學(xué)研究所進行合作研究。1995年，以訪問學(xué)者身份在法國Strasbourg的遺傳與分子細胞生物學(xué)研究所（IGBMC）進行合作研究。1996-1997年，以訪問學(xué)者身份在德國Geottingen之馬普生物物理化學(xué)研究所進行合作研究。2000年，以訪問教授身份赴日本熊本大學(xué)進行合作研究。2003年，以訪問教授身份赴日本大阪大學(xué)進行合作研究?，F(xiàn)任中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)會副理事長兼秘書長;中國細胞生物學(xué)學(xué)會理事;上海生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)會理事長;中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會神經(jīng)化學(xué)專業(yè)委員會主任委員?！?u>生理學(xué)報》、《J. Mol. Cell Biol.》編委和《Neuroscience Bulletin》常務(wù)編委。
研究方向：干細胞與神經(jīng)發(fā)育
研究工作：
中樞神經(jīng)系統(tǒng)是脊椎動物體內(nèi)zui復(fù)雜的系統(tǒng)之一，在胚胎發(fā)育過程中其形成過程受到復(fù)雜而又次序嚴謹?shù)恼{(diào)控。研究胚胎發(fā)育過程中神經(jīng)干細胞的發(fā)生及其向各神經(jīng)細胞亞型發(fā)育分化的分子機制，將有助于我們認識中樞神經(jīng)系統(tǒng)的形成過程和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生發(fā)展進程，進而有助于我們提高針對各種神經(jīng)退行性疾病的治療手段。目前從事的主要研究方向包括：
（1）利用小鼠多能干細胞神經(jīng)分化并結(jié)合雞胚神經(jīng)發(fā)育模型，闡明不同信號通路在神經(jīng)誘導(dǎo)和分化中的功能及其調(diào)控機制;揭示表觀遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與細胞外信號在多能干細胞神經(jīng)命運決定中的功能及其相互調(diào)控關(guān)系。
（2） 利用單細胞測序技術(shù)體系，建立小鼠早期胚胎的分子表達圖譜，篩選并鑒定外胚層干細胞的標記基因，建立小鼠胚胎外胚層發(fā)育分化的細胞譜系。
（3） 建立人多能干細胞神經(jīng)定向分化模型，篩選并鑒定人多能干細胞神經(jīng)分化不同階段的標記基因，闡明人多能干細胞神經(jīng)分化的分子機制;誘導(dǎo)人多能干細胞分化為具有特定功能的神經(jīng)元，探索神經(jīng)退行性疾病干細胞治療的可能性。
