转录因子SP1靶向发育基因调控小鼠胚胎发育

文禹婷; 申喜鹏; 李文思; 向云龙

doi:10.13406/j.cnki.cyxb.003833

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转录因子SP1靶向发育基因调控小鼠胚胎发育

基础研究 | 更新时间：2026-06-11

- 转录因子SP1靶向发育基因调控小鼠胚胎发育
- Transcription factor SP1 regulates mouse embryonic development by targeting developmental genes
- 重庆医科大学学报 2026年51卷第6期页码：844-849
- 作者机构：
  
  重庆医科大学基础医学院医学表观遗传学研究中心，重庆 400016
- 作者简介：
  
  文禹婷，Email：wenyuting678@163.com，研究方向：胚胎发育。
  向云龙，Email：xiangyunlong1987@163.com。
- 基金信息：
  
  重庆市教育委员会重大资助项目(KJZD-M202300402)
- DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.003833
  中图分类号： R394.1
- 收稿：2025-01-14，
  
  修回：2025-03-11，
  
  纸质出版：2026-06-28
- 稿件说明：
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文禹婷,申喜鹏,李文思等.转录因子SP1靶向发育基因调控小鼠胚胎发育[J].重庆医科大学学报,2026,51(06):844-849.

Wen Yuting,Shen Xipeng,Li Wensi,et al.Transcription factor SP1 regulates mouse embryonic development by targeting developmental genes[J].Journal of Chongqing Medical University,2026,51(06):844-849.
文禹婷,申喜鹏,李文思等.转录因子SP1靶向发育基因调控小鼠胚胎发育[J].重庆医科大学学报,2026,51(06):844-849. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003833.

Wen Yuting,Shen Xipeng,Li Wensi,et al.Transcription factor SP1 regulates mouse embryonic development by targeting developmental genes[J].Journal of Chongqing Medical University,2026,51(06):844-849. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003833.

摘要

目的

探究转录因子特异性蛋白1（specificity protein 1，SP1）对小鼠植入后胚胎发育的转录调控机制。

方法

收集受精后第7.5天的小鼠植入后早期胚胎，利用胚层分离技术获取外胚层（ectoderm，Ect）、中胚层（mesoderm，Mes）、内胚层（endoderm，End）、原条（primitive streak，PS）与胚外外胚层（extraembryonic ectoderm，ExE）组织；采用染色质免疫共沉淀测序（chromatin immunoprecipitation-sequencing，ChIP-seq）检测SP1在基因组的分布情况；利用CRISPR/Cas9基因编辑结合受精卵电转核酸酶（zygote electroporation of nucleases，ZEN）技术制备

Sp1

敲除的胚胎；采用Smart-seq2检测胚胎的mRNA表达水平并分析对照组与

Sp1

敲除的胚胎中各胚层的差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs）；采用基因本体（gene ontology，GO）富集分析对DEGs进行功能聚类；结合ChIP-seq和RNA-seq数据鉴定SP1调控各胚层发育的潜在下游基因。

结果

SP1在各胚层中均有表达，其信号峰大量富集于基因启动子区，在基因主体与基因间区分布较少；敲除

Sp1

导致RNA表达变化的基因数目在Mes、ExE中较多，功能聚类显示其中表达下调的基因与器官发育、形态发生以及血管生成等生物学进程相关；进一步结合SP1的基因组分布，鉴定出SP1调节胚层发育的潜在关键靶基因，如

Gbx2

、

Vim

等。

结论

SP1结合胚层特异性的发育基因启动子，可能通过调控其转录水平进而影响胚层分化。

Abstract

Objective

To investigate transcriptional regulatory mechanisms by which the transcription factor specificity protein 1 （SP1） regulates post-implantation embryonic development in mice.

Methods

Early-stage post-implantation mouse embryos 7.5 days after fertilization were collected. Embryonic germ layer separation techniques were employed to isolate the ectoderm（Ect），mesoderm （Mes），endoderm（End），primitive streak（PS），and extra-embryonic ectoderm（ExE）. Chromatin immunoprecipitation sequencing （ChIP-seq） was performed to map the genome-wide binding profile of SP1.

Sp1

-deficient embryos were prepared through CRISPR/Cas9-mediated gene editing coupled with zygote electroporation of nucleases. Smart-seq2 was applied for embryonic mRNA profiling and identification of differentially expressed genes（DEGs） across the embryonic layers between control and

Sp1

-deficient embryos. Gene Ontology enrichment analysis was conducted to cluster DEGs by function. Finally，ChIP-seq and RNA-seq datasets were combined to identify potential downstream targets regulated by SP1 during embryonic layer development.

Results

SP1 was expressed across all the embryonic layers，with its binding sites predominantly enriched in promoter regions while less abundant in gene bodies and intergenic regions.

Sp1

knockout led to a greater number of genes with altered RNA expression in the Mes and ExE. The GO analysis revealed that the downregulated genes were involved in organ development，morphogenesis，and angiogenesis. With the genome-wide SP1 binding profile，potential key targets regulated by SP1 in embryonic layer development were identified，which included

Gbx2

and

Vim

Conclusion

SP1 binds to the promoters of germ layer-specific developmental genes，potentially modulating their transcriptional activity and thereby influencing embryonic layer specification.

关键词

Keywords

references

Shahbazi MN ， Zernicka-Goetz M . Deconstructing and reconstructing the mouse and human early embryo [J ] . Nat Cell Biol ， 2018 ， 20 （ 8 ）： 878 - 887 ．

Dimitriadis E ， Menkhorst E ， Saito S ， et al . Recurrent pregnancy loss [J ] . Nat Rev Dis Primers ， 2020 ， 6 ： 98 ．

Omelchenko T . Cellular protrusions in 3D：orchestrating early mouse embryogenesis [J ] . Semin Cell Dev Biol ， 2022 ， 129 ： 63 - 74 ．

胡文静，贺婷丽，张　哲，等 . 孤独症谱系障碍社交障碍理论假说研究进展 [J ] . 中国神经精神疾病杂志， 2023 ， 49 （ 8 ）： 509 - 512， I 0001 ．

Hu WJ ， He TL ， Zhang Z ， et al . Research progress in the theories and hypothesis of autistic social impairment [J ] . Chin J Nerv Ment Dis ， 2023 ， 49 （ 8 ）： 509 - 512， I 0001 ．

潘子建，周雪儿，曹志炜，等 . RUNX1在骨发育及骨相关疾病中的作用研究进展 [J ] . 四川大学学报（医学版）， 2024 ， 55 （ 2 ）： 256 - 262 ．

Pan ZJ ， Zhou XE ， Cao ZW ， et al . Latest findings on the role of RUNX1 in bone development and disorders [J ] . J Sichuan Univ Med Sci ， 2024 ， 55 （ 2 ）： 256 - 262 ．

Kanai-Azuma M ， Kanai Y ， Gad JM ， et al . Depletion of definitive gut endoderm in Sox17-null mutant mice [J ] . Development ， 2002 ， 129 （ 10 ）： 2367 - 2379 ．

Blom-Dahl D ， Córdoba S ， Gabilondo H ， et al . In vivo analysis of the evolutionary conserved BTD-box domain of Sp1 and Btd during Drosophila development [J ] . Dev Biol ， 2020 ， 466 （ 1/2 ）： 77 - 89 ．

Ivanenko KA ， Prassolov VS ， Khabusheva ER . Transcription factor Sp1 in the expression of genes encoding components of MAPK JAK/STAT and PI3K/Akt signaling pathways [J ] . Mol Biol （Mosk）， 2022 ， 56 （ 5 ）： 832 - 847 ．

Dynan WS ， Tjian R . The promoter-specific transcription factor Sp1 binds to upstream sequences in the SV40 early promoter [J ] . Cell ， 1983 ， 35 （ 1 ）： 79 - 87 ．

Li JN ， Ge YC ， Yang Z ， et al . The Sp1 transcription factor is crucial for the expression of 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 in human placental trophoblasts [J ] . J Clin Endocrinol Metab ， 2011 ， 96 （ 6 ）： 899 - 907 ．

胡奕芳，杨宇欣，王　灿，等 . 反复种植失败与复发性流产的病因比较 [J ] . 新医学， 2024 ， 55 （ 9 ）： 693 - 700 ．

Hu YF ， Yang YX ， Wang C ， et al . Comparison of the etiological composition between recurrent implantation failure and recurrent pregnancy loss [J ] . New Med ， 2024 ， 55 （ 9 ）： 693 - 700 ．

Brönner G ， Chu-LaGraff Q ， Doe CQ ， et al . Sp1/egr-like zinc-finger protein required for endoderm specification and germ-layer formation in Drosophila [J ] . Nature ， 1994 ， 369 （ 6482 ）： 664 - 668 ．

Marin M ， Karis A ， Visser P ， et al . Transcription factor Sp1 is essential for early embryonic development but dispensable for cell growth and differentiation [J ] . Cell ， 1997 ， 89 （ 4 ）： 619 - 628 ．

Saffer JD ， Jackson SP ， Annarella MB . Developmental expression of Sp1 in the mouse [J ] . Mol Cell Biol ， 1991 ， 11 （ 4 ）： 2189 - 2199 ．

Wang WB ， Zhang YF ， Wang HY . Generating mouse models using zygote electroporation of nucleases （ZEN） technology with high efficiency and throughput [J ] . Methods Mol Biol ， 2017 ， 1605 ： 219 - 230 ．

Zhang Y ， Xiang YL ， Yin QZ ， et al . Dynamic epigenomic landscapes during early lineage specification in mouse embryos [J ] . Nat Genet ， 2018 ， 50 （ 1 ）： 96 - 105 ．

Zhang BJ ， Zheng H ， Huang B ， et al . Allelic reprogramming of the histone modification H3K4me3 in early mammalian development [J ] . Nature ， 2016 ， 537 （ 7621 ）： 553 - 557 ．

Picelli S ， Faridani OR ， Björklund AK ， et al . Full-length RNA-seq from single cells using Smart-seq2 [J ] . Nat Protoc ， 2014 ， 9 （ 1 ）： 171 - 181 ．

Wen J ， Zeng YW ， Fang ZQ ， et al . Single-cell analysis reveals lineage segregation in early post-implantation mouse embryos [J ] . J Biol Chem ， 2017 ， 292 （ 23 ）： 9840 - 9854 ．

Sun ZH ， Zhao J ， Zhang Y ， et al . Sp5l is a mediator of Fgf signals in anteroposterior patterning of the neuroectoderm in zebrafish embryo [J ] . Dev Dyn ， 2006 ， 235 （ 11 ）： 2999 - 3006 ．

Tang HY ， Pan LQ ， Xiong Y ， et al . Down-regulation of the Sp1 transcription factor by an increase of microRNA-4497 in human placenta is associated with early recurrent miscarriage [J ] . Reprod Biol Endocrinol ， 2021 ， 19 （ 1 ）： 21 ．

Fang LL ， Wang SJ ， Han XY ， et al . Amphiregulin stimulates human chorionic gonadotropin expression by inducing ERK1/2-mediated ID3 expression in trophoblast cells [J ] . Placenta ， 2021 ， 112 ： 73 - 80 ．

汪灵婵，刘星宇，陈雪丽，等 . 不同粒径聚苯乙烯颗粒暴露对孕鼠胎盘生长发育的影响 [J ] . 现代预防医学， 2024 ， 51 （ 19 ）： 3501 - 3506 ．

Wang LC ， Liu XY ， Chen XL ， et al . Effects of exposure to polystyrene particles of different sizes on placental growth and development in pregnant mice [J ] . Mod Prev Med ， 2024 ， 51 （ 19 ）： 3501 - 3506 ．

Leung YK ， Lee SG ， Wang J ， et al . The loss of an orphan nuclear receptor NR2E3 augments Wnt/β-catenin signaling via epigenetic dysregulation that enhances Sp1-β catenin-p300 interactions in hepatocellular carcinoma [J ] . Adv Sci （Weinh）， 2024 ， 11 （ 29 ）： e2308539 ．

Junjappa RP ， Kim HK ， Park SY ， et al . Expression of TMBIM6 in cancers：the involvement of Sp1 and PKC [J ] . Cancers （Basel）， 2019 ， 11 （ 7 ）： 974 ．

Ciabrelli F ， Atinbayeva N ， Pane A ， et al . Epigenetic inheritance and gene expression regulation in early Drosophila embryos [J ] . EMBO Rep ， 2024 ， 25 （ 10 ）： 4131 - 4152 ．

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