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印记基因Bladder Cancer-Associated Protein(Blcap)和Neuronatin(Nnat)位于小鼠2号染色体末端。Blcap为父本印记母本表达,Nnat为母本印记父本表达,且位于基因Blcap长为8.5kb的内含子中。之前的研究发现,Blcap和Nnat在转录本水平可能存在相互作用,但未详细阐明。此外,相关研究推测,位于NNAT第一外显子上游1.5kb的三个潜在CTCF结合位点的低甲基化与NNAT及BLCAP_V2a在肾母细胞瘤组织中的高表达水平有一定关系。因此,本文以Blcap和Nnat为研究对象,分析了二者在小鼠胚胎发育中的表达模式,转录水平的相互影响以及CTCF在其表达调控中的作用。 首先,我们利用原位杂交及定量PCR技术系统的分析了Blcap及Nnat在小鼠发育过程中的表达模式。定量结果显示,Blcap和Nnat的表达水平从E9.5至E13天左右一直呈现上升趋势,并分别在E12.5和E13.5天达到最高。此后随着发育阶段的进行,到E18.5天过程中两基因表达水平都出现了不同程度的下降。通过分析定量PCR及RNA-seq数据发现,与其他组织相比,Blcap和Nnat在E14.5, E15.5天及成体小鼠中脑组织中高表达。原位杂交结果也显示,Blcap和Nnat在E9.5, E11.5和E15.5天胚胎主要表达于前脑泡、中脑泡、菱脑泡及间脑等中枢神经系统中,并且在这些神经发育的关键时期中,Nnat的表达较Blcap更广泛、更丰富,特别是Nnat在体节、前肢、后肢及垂体中都有表达信号。脑不同发育时期的定量结果显示,从 E15.5至 P30天,Blcap在脑组织中的表达逐渐升高,但Nnat表达明显下降。之后,我们通过脑切片原位杂交实验进一步研究了Blcap和Nnat在出生后随小鼠脑发育过程的表达变化情况。结果显示,Blcap和Nnat都普遍表达于新出生小鼠脑组织(P0)。而从 P10到P30天过程中,Blcap的信号特异表达于小脑、海马。随后,Blcap的表达水平出现了下降,但在成体小脑的内颗粒细胞层、嗅球及海马中都有明显的信号。然而,不同于Blcap的表达模式,Nnat的转录本仍然存在于P10天小鼠整个脑组织中,但从P10至成体发育过程中,Nnat表达出现了明显下调,并只在小脑和嗅球中少量表达。这些结果提示Blcap和Nnat在神经系统中发育中起到重要的作用,特别是与小脑、嗅球及海马的发育成熟及功能有密切关系。 其次,为了初步研究Blcap和Nnat的相互调控,我们设计了靶向这对印记基因的siRNA,并构建了Blcap和Nnat的过表达载体,转染 N2a或 NIH-3T3细胞系。结果显示,干扰或过表达Nnat转录本后,Blcap的表达水平并未发生变化,同样,干扰或过表达Blcap后,Nnat的表达水平也未发生变化。这些结果表明说明在转录水平Blcap和Nnat不存在相互调控。 最后,我们构建了靶向敲除Nnat第一外显子上游的三个潜在CTCF结合位点(CTCFBS#1~CTCFBS#3)的CRISPR/Cas9系统,以此来研究此区域是否作为一个可以同时调节Blcap和Nnat的印记调节区存在。研究结果显示,在敲除此区域后,Nnat表达出现上调,但是Blcap未发生明显变化,这说明在小鼠中,此CTCF结合区域可能参与Nnat的表达调控,但并不影响Blcap表达。 综上所述,本研究分析了Blcap和Nnat在小鼠胚胎及出生后发育过程中的表达谱。初步证明了Blcap和Nnat在转录水平并不存在相互影响,报道了一个潜在的影响Nnat表达的调控区域。为后续Blcap和Nnat在小鼠发育过程中功能以及印记印记调控机制的研究奠定了基础。