Hoxd13在墨西哥钝口螈肢体发育再生中的功能研究
闫曦文1# 刘宁2# 丘远辉2,3 卢斌斌4 费继锋1,2,3*
Hoxd13属于Hox13旁系同源基因群, 是调控脊椎动物远端附肢模式建成的重要功能基因。该研究旨在探究Hoxd13在墨西哥钝口螈前肢发育与再生中的表达特征, 并进一步评价其在肢体发育再生中的作用。通过序列比对、切片原位杂交等实验及分析发现, HOXD13同源结构域在不同脊椎动物中高度保守; Hoxd13与Hoxa13均在蝾螈幼体肢体芽基中表达, 其中Hoxd13分布范围更广, 并在尾部脊髓及背根神经节附近可见明显阳性信号。此外, 原位杂交表明Hoxd13与Hoxa13在肢体再生过程中呈现差异表达。为进一步分析Hoxd13功能, 该研究设计3条Hoxd13 sgRNA开展CRISPR/Cas9介导靶向编辑, 筛选结果显示sgRNA1和sgRNA3可实现较高修饰效率, 并产生较高比例的高KO评分F0嵌合体, 分别为12.3%(9/73, KO score 86.0±4.8)和14.3%(6/42, KO score 86.2±5.1)。对高KO评分F0嵌合体进行前肢发育表型观察及阿利新蓝–茜素红S染色分析, 结果显示其前肢整体形态、手指数目及骨骼结构均未见明显异常。进一步针对高KO评分F0嵌合体进行截肢后再生过程追踪和再生终点骨骼染色分析, 未观察到再生进程异常或再生前肢骨骼模式改变。再生指尖组织KO score保持在84~90, 表明Hoxd13敲降后肢体再生并非来源于健康细胞的竞争效应。综上, 单独靶向编辑Hoxd13不足以引起墨西哥钝口螈前肢发育及再生的可观察表型改变, 提示Hoxd13可能并非有尾类附肢发育与再生的必需基因, 或其功能缺失可能由Hoxa13等Hox13家族成员代偿。
中文版
英文版