转录因子Nkx2.5、ISL-1的表达与小鼠胚胎心脏的早期发育

论文摘要

研究背景：胚胎心脏的形态发生受不同信号系统和转录因子的调节,在独特的信号系统和转录因子调节下,构成第一生心区的胚盘头端两侧生心中胚层随胚盘卷折,在腹侧中央融合为原始心管,分化为成体心脏左心室的原基,而胚胎心脏的流出道、右心室、部分心房则由前肠腹侧,称之为第二生心区的间充质分化为心肌前体细胞,进而分化为心肌细胞,不断添加到心管的动脉端和静脉端而形成。应用转基因和基因敲除等技术发现,转录因子Nkx2.5和ISL-1是调控第一和第二生心区心肌前体细胞分化发育的重要蛋白,Nkx2.5和ISL-1基因突变或基因敲除引发先天性心脏畸形或胚胎死亡,但Nkx2.5和ISL-1蛋白在正常胚胎心脏早期发育过程中的表达差异、时空表达规律以及在第二生心区的时空分布特点尚未见系统报道。探讨心脏形态发生过程中转录因子Nkx2.5,ISL-1蛋白在第一、第二生心区以及心脏发育早期的时空表达特点,可以为进一步研究心脏发育机制提供可靠的实验依据。研究目的：探讨转录因子Nkx2.5、ISL-1的表达和小鼠胚胎早期心脏发育的关系。研究方法：胚龄7.5-13d小鼠胚胎心脏连续石蜡切片,用抗α-平滑肌肌动蛋白（a-SMA）抗体,抗心肌肌球蛋白重链（MHC）抗体,抗转录因子ISL-1抗体,抗Nkx2.5抗体,进行免疫组织化学染色。研究结果：小鼠胚胎发育第7.5d,转录因子Nkx2.5在生心板显较强表达,而心肌特异性蛋白MHC及SMA的表达明显滞后。胚龄8-12d小鼠胚胎,随心脏外形建立,Nkx2.5与MHC的表达模式趋于相同,在心脏各部表达逐渐增强。IS1-1开始表达于胚龄8d时原始心管的心背系膜及前肠腹侧、心包腔背侧壁脏壁中胚层间充质。胚龄9d,Nkx2.5阳性表达从原始心管动脉端延伸至咽周围心包腔背侧壁脏壁中胚层及轴旁中胚层,参与流出道心肌的发育。胚胎发育10d后,大部分心背系膜消失,ISL-1阳性间充质细胞的数量随发育明显增加,在前肠腹侧形成连续的ISL-1阳性细胞带,将流出道远端和心房心背系膜相连。胚龄11-12d,心管经右侧成襻等形态发生过程,心脏外形基本建立,流出道远端出现Nkx2.5和MHC表达阴性,SMA和ISL-1表达阳性区域。ISL-1阳性细胞的数量在胚胎11-12d达顶峰,尤以动脉端数量增加明显。胚胎发育13d后,Nkx2.5和ISL-1在心脏和前肠腹侧间充质的表达强度下降。研究结论：Nkx2.5是原始生心区生心板心肌前体细胞表达较早的特异性标记蛋白。Nkx2.5在第二生心区的表达有时空特异性,主要限于胚胎发育第9d,心管头端咽周脏壁中胚层和轴旁中胚层,是第二生心区心肌前体细胞亚群,参与流出道心肌发育。第二生心区ISL-1阳性心肌前体细胞出现于胚胎发育第8d的心背系膜和前肠腹侧脏壁中胚层,其数量在胚胎11-12d达顶峰,提示小鼠胚胎发育8-12d是第二生心区心肌前体细胞向心肌分化并向发育中的心脏添加心肌细胞,驱动心管完成心脏成襻以及形态发生过程的关键时期。胚胎发育11-12d,第二生心区间充质细胞开始分化为升主动脉和肺动脉干的平滑肌。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 1 材料和方法
• 2 结果
• 3 讨论
• 小结
• 参考文献
• 个人简介
• 致谢