mTORC1通过激活线粒体代谢抑制小鼠胚胎干细胞多能性基因表达

利用Tsc1条件敲除小鼠分离得到Tsc1Loxp/Loxp mESCs, 培养于2iL条件下, 使用腺相关病毒Cre(AAV-Cre)敲除Tsc1构建稳定培养的Tsc1 WT/KO mESCs模型, 结合Western blot和RT-qPCR确定模型的可靠性。该文利用这一模型探讨了mTORC1过度激活对mESCs多能性的影响。通过细胞形态观察、AP染色和RT-qPCR实验检测多能性基因表达水平的变化; 通过线粒体数量、活性氧(ROS)水平和耗氧率(OCR)水平检测线粒体活性; 使用mTORC1抑制剂雷帕霉素和线粒体抑制剂DMM进行恢复实验; 机制部分, 使用线粒体激活剂DCA进行模拟实验; 使用丙酮酸脱氢酶(PDH)复合物抑制剂进行恢复实验。结果显示, mTORC1过度激活后mESCs细胞形态由未分化的克隆状变为扁平状、AP染色颜色变为接近无色且多能性基因表达水平下降; 同时线粒体数量增加, ROS水平和OCR水平同时增加, 说明线粒体活性增强; 此外, 通过雷帕霉素和DMM处理可以抑制线粒体活性并恢复细胞形态、AP染色颜色和多能性基因表达。进一步的机制探索发现mTORC1过度激活后, PDHE1α磷酸化水平下调, PDH复合物活性增加。通过使用线粒体激活剂DCA处理可以模拟mTORC1过度激活表型, 抑制多能性基因表达, 使用PDH复合物抑制剂UK5099进行细胞恢复实验,结果显示抑制PDH复合物活性可以可以恢复mTORC1过度激活后mESCs中多能性基因的表达。综上, 该研究揭示了mTORC1通过激活PDH复合物上调线粒体代谢抑制mESCs多能性基因表达。

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