沉默信息调节因子6基因敲除模型小鼠肠黏膜形态及转录组学的特征性变化

• 作者: 游弋晖 宋春晖 陈曦 姚晓宏 柯俊羽 杜群 宋宁 李燕舞
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: SIRT6 基因敲除 肠类器官 肠黏膜 肠道干细胞 转录组 小鼠
• 年，卷（期）: 2022,（32）
• 所属期刊栏目: 组织构建实验造模|Experimental modeling in tissue construction
• 页码范围: 5119-5125
• 页数: 7页
• 分类号: R459.9|R329|R333.3
• 语种: 中文

摘要

背景:肠黏膜更新是维持机体稳态的关键生理过程,其中隐窝干细胞是肠上皮增殖和分化的驱动力.沉默信息调节因子(silent information regulator,SIRT)参与细胞的基因修复、代谢、能量平衡和寿命的调节,在肠上皮稳态中的研究逐步成为热点.肠类器官由单个隐窝干细胞经3D培养形成,可体外呈现肠上皮更新及受损后修复过程,是研究肠黏膜更新的最新模式.目的:探究SIRT6基因特异性敲除(SIRT6-i/-i)小鼠模型肠黏膜形态、肠类器官形成及其转录组学的特征性变化.方法:①采用Cre-loxp方法建立SIRT6-i/-i小鼠模型,制备小肠组织石蜡切片并进行苏木精-伊红染色,观察其病理变化,免疫组化检测肠干细胞标记物Lgr5和潘氏细胞标记物溶菌酶的表达;②体外构建SIRT6-i/-i小鼠肠类器官模型,Western-blot检测类器官SIRT6蛋白变化,免疫荧光检测肠类器官Lgr5、细胞角蛋白20和黏蛋白2蛋白表达变化;③采用肠组织进行转录组测序,分析该模型小鼠差异基因及相关功能的特征变化.结果 与结论:①与野生型对照小鼠肠黏膜形态比较,SIRT6-i/-i小鼠肠黏膜出现绒毛稀疏、变短,隐窝高度变浅,且杯状细胞数目增多,潘氏细胞数目明显减少,Lgr5和溶菌酶的表达明显降低;②SIRT6-i/-i小鼠肠类器官中SIRT6蛋白表达明显降低,培养中出芽率明显减少,且Lgr5表达降低,吸收上皮细胞标记物细胞角蛋白20和杯状细胞标记物黏蛋白2表达水平升高;③转录组结果显示,与野生型对照小鼠比较,模型小鼠肠组织的差异基因有846个,其中上调基因438个,下调基因408个,差异基因在京都基因与基因组百科全书通路富集前5位的分别是化学致癌、药物代谢、视黄酸代谢、亚油酸代谢和类固醇生物合成,显著富集通路中关联的基因主要为Cyp2c29、Cyp2c65、Cyp3a11、Cyp3a25等Cyp450家族的改变;④结果表明,SIRT6缺失会导致肠道干细胞增殖和分化功能失衡,其机制可能与SIRT6调控代谢通路有关,其中SIRT6对细胞色素P450家族的调控与肠黏膜更新稳态关系密切.