5月20日,國際學術期刊PLoS Genetics 在線發(fā)表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所曾藝研究組和朱學良研究組合作研究的題為Essential Roles of Cyclin Y-Like 1 and Cyclin Y in Dividing Wnt-Responsive Mammary Stem/Progenitor Cells 的研究成果,揭示了Y型周期蛋白家族在小鼠乳腺干細胞有絲分裂期干性維持中的關鍵性作用。
干細胞的自我更新中,至少一個子代細胞的干細胞特性(干性)需要得以維持。細胞周期如何影響成體干細胞的干性維持仍然知之甚少。在細胞有絲分裂期,定位在細胞質膜上的Y型周期蛋白,Cyclin Y (Ccny) 和Cyclin Y-Like 1 (Ccnyl1) 招募并激活Cdk14,通過磷酸化Wnt蛋白的共受體Lrp6從而促進細胞有絲分裂期Wnt信號通路活性。這個較新的Wnt信號調控機制在細胞系被發(fā)現(xiàn),但在哺乳動物中是否有生理意義仍然未知。
該工作首次利用小鼠模型揭示單敲除Ccny或Ccnyl1對胚胎發(fā)育和乳腺發(fā)育無影響,說明這兩個基因有重疊的功能,而雙敲除Ccny和Ccnyl1導致胚胎發(fā)育阻滯在大約E16.5天。在乳腺干細胞中進行雙敲除可使其喪失體外克隆形成和移植后重建小鼠乳腺的能力。進一步的譜系示蹤實驗發(fā)現(xiàn),雙敲除導致乳腺干細胞失去競爭力,從而在乳腺發(fā)育過程中被淘汰。機理研究證實,Ccny和Ccnyl1通過增強Wnt信號通路活性而發(fā)揮作用。這些發(fā)現(xiàn)說明了Y型周期蛋白在有絲分裂期特異性地上調Wnt信號通路的活性具有重要的生理意義。這項工作對認識細胞周期調控干細胞命運的分子機制具有重要意義。
曾立勇、蔡車國為該論文共同第一作者,曾藝、朱學良為共同通訊作者。該工作與陳江野研究組合作完成,數(shù)據收集工作得到生化與細胞所動物實驗技術平臺、細胞分析技術平臺和分子生物學技術平臺的支持。該工作得到了國家科技部、國家自然科學基金委的資金支持。

圖示:在乳腺干細胞(或前體細胞)自我更新過程中,周期蛋白Ccny和Ccnyl1特異性地高表達于細胞分裂期,通過結合Cdk14而磷酸化Lrp6 Ser1490等位點。這種調控方式增強了分裂期的Wnt信號通路活性,對乳腺干細胞(或前體細胞)的干性維持以及乳腺形態(tài)發(fā)生起到了關鍵性作用。
