發(fā)育相關幾個重要信號通路分子的研究.pdf

1、脊椎動物的胚胎圖式形成需要多種保守的信號通路--Nodal、Bmp、Wnt、Hedgehog和Fgf等，它們構成一個復雜的調控網絡，參與調控胚胎發(fā)育過程中的各種生命活動。 左-右軸是脊椎動物三個重要的體軸之一，它的形成同樣需要多種信號通路的共同調節(jié)。 第一部分利用氯化鋰（LiCl）作為經典Wnt信號通路的特異激活劑，通過原位雜交技術，首次發(fā)現(xiàn)了經典Wnt信號參與體節(jié)發(fā)生的左右對稱性調節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，在斑馬魚原腸胚早期用Li

2、Cl處理，能使胚胎在早體節(jié)期產生不對稱性體節(jié)。體節(jié)發(fā)生中的兩個關鍵調控分子：fgf8和herl，在LiCl處理過的胚胎中也出現(xiàn)兩側不同步表達的現(xiàn)象。并且，在胚胎發(fā)育后期，心臟和肝臟的左右位置特性也發(fā)生了改變。但是，Nodal信號通路的關鍵組分（southpaw，leftyl和pitx2α）的表達圖式卻沒有發(fā)生相應的改變，這些結果表明，在斑馬魚中，LiCl造成的不對稱性體節(jié)和器官水平上左右位置的缺陷并不是由于Nodal信號的改變引起的。另

3、外，我們也發(fā)現(xiàn)，LiCl處理可能通過干擾中軸中胚層的發(fā)育間接引起southpaw（spaw）的異位表達。 Hedgehog信號通路在胚胎發(fā)育中起著重要作用。它參與細胞增殖、分化和多種組織的模式形成。在脊椎動物中，Sonic hedgehog作為一種形態(tài)發(fā)生素，能形成濃度梯度，誘導周圍的不同位置的細胞產生不同的分化命運。 第二部分是以頭索動物文昌魚為實驗材料，利用文昌魚在生命演化過程中獨特的進化地位，首次對Hedgeho

4、g信號通路的幾個關鍵組分（suppressor-of-fused）在系統(tǒng)進化學、基因組結構和表達圖式上，進行了系統(tǒng)地研究。研究發(fā)現(xiàn)，文昌魚Hedgehog通路幾個主要分子在系統(tǒng)進化上都位于脊椎動物同源分子進化學分支的基部，符合文昌魚在傳統(tǒng)分類學中的進化地位。在基因組結構特征方面，文昌魚與脊椎動物更相似。文昌魚無論是對于無脊椎動物果蠅，還是對于脊椎動物斑馬魚和人而言，都傾向于擁有更多數(shù)量的外顯子，甚至存在一些在其他物種中既沒有相應大小也沒

5、有對應蛋白序列的外顯子，說明文昌魚Hedgehog通路幾個主要基因，在基因表達產物的調節(jié)上具有一定的特殊性，還具有有頭索動物的原始屬性；在時空表達方面，Hedgehog通路幾個主要基因的表達圖式有很大的相似性，都在形成中和新形成的體節(jié)、分化中的原腸腔壁和頭部中內胚層表達，這與在果蠅和脊椎動物同源基因的表達情況也很相似，說明Hedgehog信號通路在進化中十分保守。 第三部分研究了Ecsit在斑馬魚早期胚胎發(fā)育中的功能。Ecsit

6、是目前已知的BMP信號通路和Toll信號通路的唯一交叉點，在脊椎動物的胚胎發(fā)育和自身免疫調節(jié)中都具有重要的作用。通過在斑馬魚胚胎早期注射morpholino，抑制Ecsit mRNA的翻譯，本研究首次發(fā)現(xiàn)，胚胎早期絕大部分Bmp信號，像bmp4，vox，evel等，都受到了抑制，但vent的表達卻沒有明顯的改變。這些結果說明Ecsit只介導部分的Bmp信號。此外，還發(fā)現(xiàn)巨噬細胞的早期marker基因lcpl的表達也受到了抑制，表明Ecs