细胞增殖的应用

背景^[1-3]

细胞增殖是细胞生长和分裂产生两个子细胞的过程。细胞增殖导致细胞数量呈指数增长，因此是组织生长的快速机制。细胞增殖需要细胞生长和细胞分裂同时发生，以使细胞的平均大小在群体中保持不变。细胞分裂可以在没有细胞生长的情况下发生，产生许多逐渐变小的细胞（如合子的分裂）)，而细胞生长可以在没有细胞分裂的情况下产生单个更大的细胞（如神经元的生长）。因此，细胞增殖不是细胞生长或细胞分裂的同义词，尽管这些术语有时可以互换使用。

干细胞经历细胞增殖以产生增殖的“转运放大”子细胞，这些子细胞随后在正常发育和组织生长期间、在损伤后的组织再生期间或在癌症中分化以构建组织。

细胞增殖

群体中的细胞总数由细胞增殖率减去细胞死亡率决定。

细胞大小取决于细胞生长和细胞分裂，细胞生长速率的不成比例增加会导致较大细胞的产生，而细胞分裂速率的不成比例增加会导致许多较小细胞的产生。细胞增殖通常涉及平衡的细胞生长和细胞分裂速率，在指数增殖的细胞群中维持大致恒定的细胞大小。细胞增殖是通过将细胞生长与规则的“G1-S-M-G2”细胞周期相结合来产生许多二倍体细胞后代而发生的。

在单细胞生物中，细胞增殖很大程度上取决于环境（或实验室生长培养基）中营养物质的可用性。

在多细胞生物中，细胞增殖过程受到基因组中编码的基因调控网络的严格控制，主要由转录因子执行，包括在发育过程中由生长因子引发的信号转导通路调节的转录因子。此外，动物摄入的营养物质可以诱导胰岛素/IGF-1的循环激素家族，也被认为是生长因子，并且具有促进全身细胞增殖的功能。

不受控制的细胞增殖，导致增殖率增加，或细胞未能在正常时间阻止其增殖，是癌症的一个原因。

应用^[4][5]

细胞增殖用于TULP3基因对3T3-L1前体脂肪细胞增殖分化的影响及其机制研究

通过全转录组测序筛选出的不同脂肪含量组中差异表达的TULP3基因,首先检测了TULP3基因在不同脂肪含量的莱芜猪背最长肌中的表达水平,之后以3T3-L1前体脂肪细胞作为研究对象,探究了TULP3基因在前体脂肪细胞增殖、分化过程中的作用,探讨了TULP3基因通过影响Hedgehog信号通路进而影响前体脂肪细胞分化的作用机制。

具体内容与主要试验结果如下:（1）本试验检测了4头高脂肪含量与4头低脂肪含量的莱芜猪背最长肌组织中甘油三酯和相关基因的表达。结果显示,在高脂肪组中甘油三酯的含量和成脂分化标志基因PPARγ、C/EBPα和FABP4的表达量均显著高于低脂肪组（P＜0.05）,并且验证了TULP3的表达量在高脂肪组中显著高于低脂肪组（P＜0.05）。在前体脂肪细胞体外分化过程中,TULP3的表达量逐渐上升,并在第8天达到最高峰。

（2）构建TULP3过表达载体和合成si RNA并转染至前体脂肪细胞中,CCK-8试验结果显示,过表达TULP3可以促进细胞的增殖活性（P＜0.05）;流式细胞术结果显示,过表达TULP3通过增加S期细胞比例（P＜0.001）,而干扰TULP3则使细胞更多的阻滞在G0/G1期（P＜0.001）,说明TULP3基因可以促进前体脂肪细胞增殖。

（3）在细胞分化至第8天时,RT-q PCR与WB结果显示,过表达TULP3能显著增加PPARγ、C/EBPα和FABP4的表达量（P＜0.05）,通过油红染色发现过表达TULP3的脂滴密度高于对照组;而与对照组相比,干扰TULP3的表达则显著下调了PPARγ、C/EBPα和FABP4的表达量（P＜0.05）,同时也降低了脂滴密度。

（4）在细胞诱导分化第8天时,过表达TULP3可以抑制前体脂肪细胞中Hedgehog信号通路的标志基因Gli的表达（P＜0.05）,而干扰TULP3则可以激活Hedgehog信号通路。在细胞成脂分化过程中添加Hedgehog信号通路抑制剂环巴胺（Cyclopamin,Cy）,细胞中PPARγ、C/EBPα和FABP4的表达量显著升高（P＜0.05）;而添加Hedgehog信号通路激活剂吗啡胺（Purmorphamine,Pu）,则显著降低了细胞中PPARγ、C/EBPα和FABP4的表达量（P＜0.05）。油红染色结果显示,与对照组相比,抑制Hedgehog信号通路增加了细胞中脂滴数目,而激活Hedgehog信号通路则降低了脂滴数目。

（5）为了进一步探究TULP3促进细胞成脂分化的机制,在抑制Hedgehog信号通路的同时,转染TULP3过表达载体与si RNA。在前体脂肪细胞分化第8天时,CY+pc DNA3.1-TULP3组的PPARγ、FABP4和C/EBPα的表达量显著高于NC+pc DNA3.1-TULP3组（P＜0.05）;而NC+pc DNA3.1-TULP3组的PPARγ、FABP4和C/EBPα的表达量与CY+pc DNA3.1组无显著差异。CY+si-TULP3组的PPARγ、C/EBPα和FABP4的表达量显著高于NC+si-TULP3组（P＜0.05）;NC+si-NC组的PPARγ、FABP4、C/EBPα的表达量与CY+si-TULP3组无显著差异。

参考文献

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[5]张宇.TULP3基因对3T3-L1前体脂肪细胞增殖分化的影响及其机制研究[D].山东农业大学,2022.