類胰島素生長因子I受體訊息傳遞路徑藉由整合素蛋白調控HIF-2α與Oct-4蛋白表現於多功能性小鼠精原幹細胞

微環境對於幹細胞的自我更新及分化能力有著重要的影響。在先前的研究指出，在人類間葉幹細胞中laminin會與integrin α6 (CD49f) 結合並透過PI3K/AKT調控Oct-4 (Octamer-binding transcription factor-4) 蛋白表現，但其調控Oct-4蛋白的機制尚未釐清。本論文利用無血清培養系統培養磁株篩選系統篩選出的CD49f+AP+GSCs，探討CD49f 對Oct-4蛋白的調控路徑。我們將CD49f+AP+GSCs培養於含有 Laminin 的微環境中，其鹼性磷酸酶 (Alkaline phosphatase, AP) 活性與幹細胞相關基因表現皆大幅度提升。根據之前本實驗室發現，在CD49f+AP+GSCs中，IGF-1/IGF-1R會透過PI3K/AKT/mTOR訊息調控HIF-2α與Oct-4蛋白表現並維持幹細胞特性。本論文證實利用培養CD49f+AP+GSCs於不同濃度的Laminin微環境中，HIF-2α與Oct-4蛋白表現量隨著Laminin濃度梯度上昇而增加。外加IGF-1，實驗進一步證實IGF-1/IGF-1R可加成性地與Laminin/CD49f共同調控HIF-2α與Oct-4蛋白表現。進一步利用siRNA與shRNA抑制內生性CD49f和IGF-1R表現，觀察到HIF-2α與Oct-4蛋白表現會隨之下降。此結果證實，Laminin/CD49f與IGF-1/IGF-1R皆會經由HIF-2α調控Oct-4蛋白表現。進一步實驗發現，當抑制IGF-1R時，CD49f、HIF-2α和Oct-4蛋白表現皆會隨之減少；而抑制CD49f時，HIF-2α和Oct-4蛋白表現隨之降低，但IGF-1R表現量並不會受到影響。此結果顯示IGF-1R為CD49f訊號傳遞的上游。綜合以上敘述，我們證明IGF-1/IGF-1R會經由CD49f調控HIF-2α與Oct-4蛋白表現。此發現提供我們了解微環境對生殖幹細胞在早期胚胎發育的重要性。