刘 东
南通大学教授,2011 年获德国马克斯 - 德尔布吕克分子医学中心 (Max-DelbrückCenterforMolecularMedicine)/ 柏林自由大学 (FreeUniversityof
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研究学习经历:

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“只用了 NgAgo 这一个蛋白质,无法做任何关联和讨论”

作为第二个公开发表 NgAgo 使用情况的科研工作者,南通大学的刘东备受各大学术圈和各路媒体的关注。需要强调的是,基因敲除和基因降低是两个完全不同的学术概念。正如刘东的合作者,复旦大学王永明研究员所说:“从基因编辑的角度上来看,这(注:指通过 NgAgo 技术看到突变的表型)是一个假阳性。” 刘东副教授主要从事血管新生方面的研究,而建立转基因和基因敲出斑马鱼模型只是一项辅助性的基础工作。

生物 360 精选了刘东教授在 2015-2016 年发表的 3 篇文章,翻译摘要以供读者更好的了解其工作成果。由于编辑个人翻译水平有限,如有错误感谢您的指正。

1

Wang, X., Ling, C. C., Li, L., Qin, Y., Qi, J., Liu, X.,... Liu, D. (2016). MicroRNA-10a/10b represses a novel target gene mib1 to regulate angiogenesis. [Journal Article; Research Support, Non-U.S. Gov't]. Cardiovasc Res, 110(1), 140-150. doi: 10.1093/cvr/cvw023(注:开源 paper 可下载)

miRNA-10a/10b 抑制异常靶标基因 mib1 表达,从而调控血管生成

摘要: 目的: 在斑马鱼中,miRNA-10(miR-10)最初是通过调控直接修饰膜结合的相关酪氨酸激酶 1(mflt1) 的水平以及它的可溶性结合的同种类型的酶 sflt1 的反转录,从而调控血管再生。考虑到在 miR-10 有机体中 flt1 基因敲除不完全会出现血管再生的表现型,因此,在血管内膜(ECs)上 flt1 可能不是 miR-10 的唯一重要靶标物质。研究由于 miR-10 敲除后诱导的血管再生缺陷背后的新机制将会很有趣。 方法和结果: 首先,我们使用深度测序技术、聚合酶链式反应和分子原位杂交技术发现,miR-10a 和 miR-10b (miR-10a/10b) 高度富集于斑马鱼胚胎血管内膜中。随后,我们证明了 miR-10a/10b 的缺失会通过调节 tip 细胞的运转从而损害真皮浅层毛细血管。通过硅元素分析和体外荧光素酶传感器测定,可确定 Mib1 是 miR-10a/10b 的潜在的直接靶标。在斑马鱼胚胎的体内基因实验确证了斑马鱼 mib1 的 3'-UTR 和 miR-10 结合。并且,在斑马鱼胚胎中 miR-10 不足的情况下,mib1 的抑制和 Notch 信号通路弥补了血管生成的缺陷。此外,我们提供了 miR-10 调控人血管内膜行为是通过靶标 Mib1 实现的证据。 结论: 总的来说,这些结果表明了 miR-10 通过直接靶标 mib1 调控血管生成行为,且存在 Notch 剂量依赖关系。

2

Lv, F., Zhu, C., Yan, X., Wang, X., & Liu, D. (2016). Generation of a mef2aa:EGFP transgenic zebrafish line that expresses EGFP in muscle cells. [Journal Article]. Fish Physiol Biochem. doi: 10.1007/s10695-016-0286-3

mef2aa EGFP 转基因斑马鱼的产生:可在肌细胞中表达 EGFP

摘要: 转基因技术是探索基因表达和功能的重要工具。肌细胞增强因子 2a(mef2a) 基因能够编码 Mef2 蛋白家族的一员,Mef2 蛋白家族涉及到了脊椎动物的骨骼、心脏和平滑肌的发育以及肌细胞发育时的变异。 根据对人类和动物模型的研究结果,mef2a 在心脏和体节中高表达。为了在活的斑马鱼胚胎中探索 mef2a 作为肌细胞选择性标记的工具的潜在性,我们构建了一个 mef2aa:EGFP 转基因品系: 在 mef2a 启动子的控制下,EGFP 来诱导绿色荧光蛋白 (GFP) 的表达。 A ~2-kb DNA 片段即 mef2aa 起始位置的上游区域,确定能够驱动在斑马鱼胚胎里的 EGFP 的肌细胞特异性表达。有趣的是,在已确定的 Tg (mef2aa:EGFP)ntu803 突变体系中,颅骨、外展肌和內收肌上均有 EGFP 清晰的标记。此外,我们发现了在成年斑马鱼心脏中 mef2aa mRNA 的高表达,但骨骼肌中并没有,鉴于它在胚胎心脏和肌节中均能表达,这说明了 mef2a 对于脊椎动物的成年心脏的功能是极其重要的。

3

Qi, J., Dong, Z., Shi, Y., Wang, X., Qin, Y., Wang, Y.,... Liu, D. (2016). NgAgo-based fabp11a gene knockdown causes eye developmental defects in zebrafish. [Journal Article]. Cell Res, 26(12), 1349-1352. doi: 10.1038/cr.2016.134 (注:开源 paper 可下载)

使用 NgAgo 敲除 fabp11a 基因,导致斑马鱼眼部发育缺陷

摘要: 最近一篇关于携带 gDNA 的 NgAgo 的基因编辑技术,促使我们去探索这种蛋白在斑马鱼体内基因操作的作用。斑马鱼是一种能够为研究基因、发育生物学和疾病模式提供了几个独特优势的模式生物。在最近几年里,包括 ZFNs 、TALENs 和 CRISPR/Cas9 在内的功能缺失的基因编辑技术,被用于斑马鱼的研究。近来,gDNA/NgAgo 因它独一无二的优势:对指导靶标错配的低频率、最小的脱靶效应以及易操作,已经引起了广大科研工作者的兴趣。在此,我们将以 fabp11a 为例,探究 gDNA/NgAgo 系统是否能够用于在体内操作斑马鱼基因。

如您对刘东教授的研究非常关注,请您关注即将在 2017 年 3 月 24、25 日在上海举办的 “基因编辑专题研讨会”。刘东教授将在会议上就他的研究同各位做深入探讨。

如您对刘东教授的研究非常关注,请您关注即将在 2017 年 3 月 24、25 日在上海举办的 “基因编辑专题研讨会”。刘东教授将在会议上就他的研究同各位做深入探讨。

拓展阅读:

南通大学刘东 Cell Research 发文证实 NgAgo 可用!但是是 gene Knockdown 而不是 Gene editing!

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代表性论文:

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1. WangX, Ling CC, Li L, Qin Y, Qi J, Liu X, You B, Shi Y, Zhang J, Jiang Q, Xu H, SunC, You Y, Chai R, Liu D. Microrna-10a/10b represses a novel target gene mib1 toregulate angiogenesis. Cardiovascular research. 2016;110:140-150(通讯作者)

2. WangX, Wang X, Yuan W, Chai R, Liu D. Egfl6 is involved in zebrafish notochorddevelopment. Fish physiology and biochemistry. 2015;41:961-969(通讯作者)

3. WangX, Chong M, Wang X, Wang H, Zhang J, Xu H, Zhang J, Liu D. Block the functionof nonmuscle myosin ii by blebbistatin induces zebrafish embryo cardia bifida.In vitro cellular & developmental biology. Animal. 2015;51:211-217(通讯作者)

4. XuM, Liu D, Dong Z, Wang X, Liu Y, Baas PW, Liu M. Kinesin-12 influences axonalgrowth during zebrafish neural development. Cytoskeleton (Hoboken).2014;71:555-563(通讯作者)

5. WangX, Li L, Liu D. Expression analysis of integrin beta1 isoforms during zebrafishembryonic development. Gene Expr Patterns. 2014;16:86-92(通讯作者)

6. HuangY, Wang X, Xu M, Liu M, Liu D. Nonmuscle myosin ii-b (myh10) expressionanalysis during zebrafish embryonic development. Gene Expr Patterns.2013;13:265-270(通讯作者)

7. LiuD, Krueger J, Le Noble F. The role of blood flow and micrornas in blood vesseldevelopment. Int J Dev Biol. 2011;55:419-429(第一作者)

8. JiangQ, Liu D, Sun S, Hu J, Tan L, Wang Y, Gui Y, Yu M, Song H. Critical role ofconnexin43 in zebrafish late primitive and definitive hematopoiesis. Fishphysiology and biochemistry. 2009;36:945-951(第一作者)

9. JiangQ, Liu D, Gong Y, Wang Y, Sun S, Gui Y, Song H. Yap is required for thedevelopment of brain, eyes, and neural crest in zebrafish. Biochem Biophys ResCommun. 2009;384:114-119(第一作者)

10. LiuD, Wang YX, Hu JY, Sun SN, Song HY. The effects of connexin43 down regulationon the development of the embryonic heart and vasculature in zebrafish.Progress in Biochemistry and Biophysics. 2008;35:766-771(第一作者)

11. WangYX, Qian LX, Liu D, Yao LL, Jiang Q, Yu Z, Gui YH, Zhong TP, Song HY. Bonemorphogenetic protein-2 acts upstream of myocyte-specific enhancer factor 2a tocontrol embryonic cardiac contractility. Cardiovascular research.2007;74:290-303

12. SunSN, Gui YH, Wang YX, Qian LX, Jiang Q, Liu D, Song HY. Effect of dihydrofolatereductase gene knock-down on the expression of heart and neural crestderivatives expressed transcript 2 in zebrafish cardiac development. Chin Med J(Engl). 2007;120:1166-1171

13. KruegerJ, Liu D, Scholz K, Zimmer A, Shi Y, Klein C, Siekmann A, Schulte-Merker S,Cudmore M, Ahmed A, le Noble F. Flt1 acts as a negative regulator of tip cellformation and branching morphogenesis in the zebrafish embryo. Development.2011;138:2111-2120

14. KleinC, Mikutta J, Krueger J, Scholz K, Brinkmann J, Liu D, Veerkamp J, Siegel D,Abdelilah-Seyfried S, le Noble F. Neuron navigator 3a regulates liverorganogenesis during zebrafish embryogenesis. Development. 2011;138:1935-1945

15. SangQ, Zhang J, Feng R, Wang X, Li Q, Zhao X, Xing Q, Chen W, Du J, Sun S, Chai R,Liu D, Jin L, He L, Li H, Wang L. Ildr1b is essential for semicircular canaldevelopment, migration of the posterior lateral line primordium and hearingability in zebrafish: Implications for a role in the recessive hearing impairmentdfnb42. Hum Mol Genet. 2014;23:6201-6211

16. LiS, Liu Q, Wang Y, Gu Y, Liu D, Wang C, Ding G, Chen J, Liu J, Gu X.Differential gene expression profiling and biological process analysis inproximal nerve segments after sciatic nerve transection. PLoS One.2013;8:e57000

17. JiangQ, Lagos-Quintana M, Liu D, Shi Y, Helker C, Herzog W, le Noble F. Mir-30aregulates endothelial tip cell formation and arteriolar branching.Hypertension. 2013;62:592-598

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