近年来，作为研究肠道干细胞调控机制的一个热点模型，果蝇肠道干细胞(Intestinal Stem Cell，ISC)越来越广泛应用于基础研究当中。相比于哺乳动物而言，两者的消化系统结构及细胞组成高度相似，并且调节它们的信号通路高度保守。与哺乳动物相比，果蝇ISC具有相当多的研究优势，它拥有特异性的分子标记，是研究再生与分化的有力工具，比研究哺乳动物更加方便。深入研究果蝇ISC的增殖及分化调控机制，不仅能为进一步揭示成体干细胞自我更新及分化等重大的生物学问题奠定基础，对进一步明确肠道的疾病发生发展的分子机制以及临床转化具有重要的指导作用。　　实验证明，生物体内有多种细胞内因子。当其与来自细胞外微环境(niche)的信号发生协同作用，即可维系ISC的自我更新，并调节其增殖和分化过程。在成体果蝇的中肠，多能性的干细胞持续不断的进行自我更新，产生能够分化为肠道上皮细胞(Enterocyte，EC)或肠道内分泌细胞(Enteroendocrine，EE)的子细胞，以保障肠道的稳态平衡。多种信号参与了果蝇ISC的增殖与分化的调控，并通过多种信号通路来维系干细胞的属性。这些信号途径包括JNK、JAK-STAT、EGFR、Notch、Wg/Wnt和DPP等多个途径，其中Notch信号转导途径在维持ISC的干性中起着重要的作用。高活性TSC1/TSC2在ISC中的存在，使TOR的表达下调，使干细胞的生长受到遏制，其结果是维持了干细胞二倍体的状态和干细胞的属性，使得干细胞处于未分化状态。Caliban基因是秘晓林教授早年在美国鉴定发现的一个新的肿瘤抑制因子，通过酵母双杂交实验发现它是Prospero的相互作用蛋白，调节Prospero蛋白在神经细胞中的明确定位，调节和影响果蝇的胚胎发育和神经细胞的分化。在果蝇肠道中，Prospero作为EE细胞的表面标记。而且，Caliban能调节离子辐射导致的细胞凋亡过程。这个过程主要通过调节p53依赖性与非依赖性通路进行。Caliban对果蝇ISC的增殖与分化是否具有调节作用，其分子调控机制如何，目前国内外尚未见相关的报导。　　目的:利用果蝇模式生物，探索Caliban基因是否调节ISC的增殖与肠道稳态，阐明Caliban调节ISC增殖的细胞信号传导通路，深入研究Caliban的作用机制。　　方法:使用课题组前期建立的caliban基因缺失突变果蝇以及过表达caliban的转基因果蝇，应用经典的UAS/GAL4系统，采用ISC特异的esg-Gal4驱动GFP在ISC和EB细胞中的表达，通过GFP标记出ISC和EB细胞;利用Prospero抗体免疫染色标记EE细胞;利用DAPI染色细胞核，观察多倍体的EC细胞，比较caliban缺失果蝇的ISC、EB、EE以及EC细胞的数量的变化;通过MARCM克隆实验，检测caliban的缺失是否影响ISC向EE和EC细胞的分化;在ISC、EB以及EC细胞中过表达caliban基因，拯救缺陷表型并进一步验证Caliban对ISC增殖与分化的调控作用:通过免疫荧光染色，利用Caliban多克隆抗体，检测Caliban在肠道不同类型细胞中的表达分布;利用遗传杂交策略，使用JAK-STAT、Wnt、Notch等不同信号通路的报告基因果蝇，检测caliban缺失或者过表达对这些信号通路活性的影响，明确Caliban调节ISC增殖所参与的细胞信号通路;结合信号通路筛选的实验结果，利用遗传学与分子生物学手段，检测caliban突变果蝇肠道相关信号通路上游配体以及下游靶基因的变化:利用Armadillo抗体染色标记果蝇肠道EC细胞之间的细胞连接，检测caliban突变果蝇肠道EC细胞连接的改变;通过寿命实验检测caliban突变果蝇肠道稳态失衡对其存活的影响，检测分析caliban突变老年果蝇中肠道结构以及细胞类型数量的变化，明确Caliban对维持肠道生理功能的意义:过表达ras基因，建立肠道肿瘤模型，检测caliban突变对肿瘤发展的影响等。　　结果:我们的研究表明，1）caliban缺失果蝇的ISC、EB和EE数量显著增加，EC细胞数量未发生明显改变，并发现这些细胞数量的增加是由于果蝇ISC细胞过度增殖导致;2）与对照细胞克隆相比，caliban突变的细胞克隆中存在正常的EE细胞和EC细胞，表明caliban突变不影响ISC细胞向EE细胞和EC细胞的分化;3）Caliban在EC中高度表达，在ISC、EB及EE细胞中表达水平较低;4）caliban突变导致肠道细胞中JAK-STAT信号通路活性显著上升，而不影响肠道细胞中Notch及Wnt信号通路活性;与对照EC细胞相比，在caliban突变的EC细胞中，JAK-STAT信号通路的配体基因upd3的表达显著上调;5）寿命实验表明，caliban突变果蝇的寿命显著缩短，提示caliban突变引起ISC的过度增殖，导致肠道稳态失衡，可能是果蝇寿命缩短的主要原因之一;6)caliban突变加剧了果蝇肠道中肿瘤样细胞团的形成。　　结论:1.caliban突变会导致果蝇ISC细胞过度增殖;2.caliban突变不影响ISC细胞向EE细胞和EC细胞的分化;3.caliban在EC中高表达，在ISC、EB及EE细胞中低表达或不表达;4.caliban突变导致JAK-STAT信号通路活性显著上升，而肠道细胞中Notch及Wnt信号通路活性不受影响;5.caliban突变导致果蝇EC细胞发生损伤，影响肠道稳态，果蝇的寿命显著缩短，肿瘤样细胞团形成加剧，提示caliban突变可能是引起肠道稳态失衡主要原因之一。