经典WNT信号通路与哺乳动物肺器官发育

肺器官发育是上皮和问充质相互作用的过程,由多条信号通路共同调控。已知经典WNT信号通路对细胞的增殖、凋亡和分化起着重要的调控作用,在小鼠等模式生物上研究发现,它也参与了哺乳动物肺器官发育的调控过程。综述近年来经典WNT信号通路成员在哺乳动物肺器官发育过程中的表达变化、作用功能及表达异常可能诱发的肺部疾病,以期为研究经典WNT信号通路调控人类肺器官发育的分子机制及相关肺部疾病的诊治奠定基础。     

组织器官通讯对骨骼肌发育的作用及调控机制研究进展

骨骼肌是动物机体最重要的器官之一,研究骨骼肌发育调控机制对于肌肉相关疾病的诊断以及家畜肉质的改善都有着重要意义。骨骼肌发育调控是一个复杂的过程,受到大量肌肉分泌因子和信号通路的调节。此外,为了维持体内代谢稳态并最大限度地利用能量,机体协调多个组织器官形成了复杂而又精密的代谢调控网络,对于调控骨骼肌发育也发挥着重要的作用。随着组学技术的发展,人们对于组织器官通讯的潜在机制进行了深入研究。本文综述了脂肪组织、神经组织、肠道等组织器官通讯对于骨骼肌发育的影响,以期为靶向调控骨骼肌发育提供理论基础。     

舌的发育及其调控机制

舌是参与咀嚼、吸允、吞咽、发音等功能的重要器官。舌发育异常会导致无舌、小舌、舌裂、结舌、巨舌症、腭裂等严重的先天舌发育缺陷疾病。发育完全的舌由肌肉组织、结缔组织、黏膜组织及血管组成。调控舌发育的基因有Pax3/Pax7、Dlx基因家族、TGF-β家族和FGF等,同时还受Shh与Wnt等信号通路调控。舌发育分子调控机制的研究对相关舌发育畸形疾病的诊断与治疗有重要意义。     

胎盘发育过程中的表观遗传学改变及其相关疾病

胎盘介于胎儿与母体之间,是维持胎儿宫内生长发育的重要器官。在胎盘的正常发育过程中,子宫正常蜕膜化、滋养层细胞粘附与侵袭、胎盘血管生成与形成、胎盘印记基因表达都受到表观遗传修饰(如DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等)的调控。研究已经证实环境因素如重金属、化合物、现代辅助生殖技术、营养物质均可导致胎盘上多种基因的表观遗传修饰异常。此外,胎盘基因表达存在性别差异也可能与表观遗传修饰有关。目前,在临床上可运用产前DNA甲基化水平分析技术检测异常的表观遗传修饰,并在疾病早期发现并做出诊断,从而为疾病预防及治疗提供依据。本文对胎盘正常发育过程中表观遗传修饰的调控及环境因素所致的胎盘基因表观遗传改变进行了综述,以期对胎盘相关疾病的诊断与治疗提供借鉴和参考。     

宫内母源性糖皮质激素编程子代肝脏发育及相关疾病易感

胎血基础糖皮质激素(glucocorticoid, GC)主要来自母体,其水平是决定胎儿多器官发育及功能成熟的关键。然而,孕期母体受内、外环境刺激后,其内源性GC水平或胎盘GC屏障功能会发生改变,进而引起宫内母源性GC水平异常。大量研究发现,宫血GC水平过高或过低均可导致子代肝脏发育及功能异常,导致出生后相关疾病易感,这主要与GC调控的信号通路、转录因子及表观遗传修饰的改变有关。迄今,宫内母源性GC水平对子代肝脏发育的影响及其编程机制尚未系统阐明。本文结合最新流行病学和实验研究,综述了宫内时期肝脏的生理发育过程及内源性GC的调控作用,重点介绍宫内母源性GC水平改变对子代肝脏发育及相关疾病易感性的影响,并阐明其网络调控机制,这对于解析肝脏生理发育与病理改变并探究相关疾病易感的宫内起源机制具有重要意义。     

控制植物花器官发育的分子机理

植物从营养生长向生殖生长的转变和花器官的正常发育是其繁衍的基础.综述了控制植物花器官发育的ABC模型的提出和发展,以及已经克隆的A、B、C、E类基因和其表达调控机理研究的最新进展.     

斑马鱼窖蛋白-1基因cDNA克隆及功能初步研究

窖蛋白-1(Cav-1)是胞膜窖的主要结构蛋白, 可与多种信号分子相互作用, 调节细胞的增殖、分化和凋亡, 其异常表达与多种人体疾病的发生和发展密切相关, 而在斑马鱼发育中的功能尚不很清楚。研究克隆出斑马鱼窖蛋白-1基因两个亚型的全长cDNA, 与其他物种窖蛋白-1的氨基酸序列进行比较, 发现该蛋白在脊椎动物中非常保守。利用逆转录多聚酶链反应检测发现, 在斑马鱼多个成年组织中窖蛋白-1的两个亚型均有转录表达。利用胚胎整体原位杂交检测组织或器官特异基因的时空表达变化发现, 过表达或利用Morpholino反义寡聚核苷酸(MO)抑制cav-1α的表达可影响脊索和体节的发育, 而过表达或MO抑制cav-1β可导致肝脏发育的异常;此外, 过表达或MO抑制cav-1α或-1β均可影响斑马鱼神经系统的发育。因此, 斑马鱼Cav-1在维持组织器官的生理功能和调控胚胎的正常发育中起着重要作用。       

足细胞发育异常及相关肾脏疾病研究进展

足细胞是肾小球滤过屏障的重要组成部分,其数量减少或功能障碍将导致肾小球滤过功能损伤和相关肾脏疾病的发生。足细胞为不可再生性细胞,其数量和功能在一定程度上取决于其正常发育。已发表的文献和本实验室的研究工作表明,遗传或不良宫内环境等原因所致的足细胞发育不良,可能导致成年后肾小球滤过功能障碍,并成为某些胎源性肾脏疾病发生或易感的病因之一,而表观遗传学机制可能参与介导足细胞发育过程中某些关键基因的表达异常。本文对足细胞结构功能和正常发育、足细胞发育异常的病因和机制、以及足细胞发育异常所致的肾脏疾病等几方面进行综述,以期对发育源性足细胞相关肾脏疾病的诊断与治疗提供借鉴与参考。     

一份条斑和颖花异常水稻双突变体的形态特征和细胞学观察

在水稻遗传转化过程中发现一个不含外源基因的条斑和颖花异常的双突变体。该突变体的茎、叶、穗出现条斑。在分蘖盛期,一些叶片开始分岔或卷曲;花器官数目增多,表现为多内外稃,叶片状浆片,或浆片增大,雌雄蕊增多,颖花开裂。透射电镜对叶片白色组织细胞超微结构观察,发现细胞壁内陷,质体结构异常,不能发育出正常叶绿体所具有的片层和类囊体。叶绿素总含量和净光合速率明显低于野生型。突变体绿色组织部分中的细胞生长正常,但细胞较大。利用扫描电镜对花器官形态发生过程进行观察,雄蕊原基发育严重不同步,原基大小也不一样;心皮原基较小。     

胎盘发育与母胎健康

胎盘是妊娠期保证胎儿正常生长发育的临时性器官,是胎儿与母体进行营养和气体交换的唯一渠道。胎盘发育异常不仅会造成胎儿发育障碍和多种妊娠疾病,还可影响母体乃至后代的远期健康。深入了解胎盘发育的生理特征及其调控机理,阐释胎盘发育障碍在妊娠相关疾病发生过程中的作用机制,进而探讨靶向胎盘的妊娠疾病的防治策略,对全面提高人类生殖健康水平、出生人口素质乃至终生的健康水平都具有深远的意义。首先简介胎盘发育过程中滋养层细胞分化及对母体子宫螺旋动脉的改建过程;分析胎盘发育不良与子痫前期等妊娠疾病的关系;进而阐述胎盘发育过程中,母体肝脏、肾脏、循环系统、免疫系统以及凝血系统的妊娠适应性调节;最后简单阐述胎盘发育不良对母婴远期健康的影响。对上述问题的整体认识会大力推进妊娠维持及母胎健康研究领域产生新的突破。     

水稻花器官突变体apl (abnormal palea and lodicules) 的表型分析与基因初定位

水稻(Oryza sativa)是重要的粮食作物, 其花器官的正常起始及形态建成直接影响水稻的产量。为了深入分析水稻小花发育的调控机理, 从已构建的水稻EMS诱变突变体库中筛选获得了一个花器官异常发育的突变体apl (abnormal palea and lodicules)。与野生型相比, apl突变体小花的内稃膨大, 浆片伸长或转换成稃状结构, 雄蕊数目减少, 表明APL基因可能参与调控水稻内稃、浆片和雄蕊等多轮花器官属性的建成。遗传学分析表明, 该突变体性状受1个隐性单基因控制。通过图位克隆, 将APL基因初步定位于1号染色体上。该工作为深入研究APL基因在水稻花器官形态建成中的作用机制奠定了基础。     

水稻花器官突变体apl（abnormal palea and Iodicules）的表型分析与基因初定位

水稻（Oryzasafiva）是重要的粮食作物,其花器官的正常起始及形态建成直接影响水稻的产量。为了深入分析水稻小花发育的调控机理,从已构建的水稻EMS诱变突变体库中筛选获得了一个花器官异常发育的突变体apl（abnormal palea and Iodicules）。与野生型相比,apl变体小花的内稃膨大,浆片伸长或转换成稃状结构,雄蕊数目减少,表明APL基因可能参与调控水稻内稃、浆片和雄蕊等多轮花器官属性的建成。遗传学分析表明,该突变体性状受1个隐性单基因控制。通过图位克隆,将APL基因初步定位于1号染色体上。该工作为深入研究APL基因在水稻花器官形态建成中的作用机制奠定了基础。     

伴侣素的发现者——霍维茨

伴侣素（chaperonin）是辅助蛋白质正确折叠过程中的重要元件,可有效防止蛋白质错误折叠和聚集,对细胞正常功能发挥和发育具有十分重要的意义。伴侣素功能缺陷或异常可导致许多神经退行性疾病如帕金森综合症等的发生,因此伴侣素介导的蛋白质折叠的研究对该类疾病的治疗具有重要帮助。伴侣素于1989年由霍维茨发现,经过近20年研究,人们对其作用机理和生理功能有了较为全面的理解,从而为应用奠定了基础。     

TGF-β信号通路介导的相关疾病及靶向治疗

TGF-β信号通路是一个由众多细胞因子组成的大家族,调节着包括细胞生长、上皮-间质转化、迁移、分化以及凋亡等在内的许多细胞功能,在组织与器官的正常生长、胚胎发育等过程中起着关键作用.一旦TGF-β信号传导过程发生异常,随之而来的就是一系列发育缺陷和疾病的产生,如肿瘤的发生,组织器官的纤维化,结缔组织以及骨骼疾病等.通过对TGF-β信号通路在不同疾病发生中的作用进行研究,目前已经开发了许多靶向此通路的治疗策略,如单克隆抗体、受体激酶抑制剂和反义寡聚核苷酸等.本综述总结了 TGF-β信号通路在不同疾病发生中的作用,并对最新的靶向此信号通路的治疗策略进行讨论.     

科研人员研究发现Netrin引起轴突生长和导向的新机制

在神经系统发育过程中,新生神经元的轴突要经历漫长的历程才能到达预定的脑区,然后与靶区神经元建立突触联系进而形成神经系统复杂的网络系统。因此,发育中轴突的生长和导向是形成正常神经系统功能的前提和保证;相反,轴突发育的异常会导致多种神经系统疾病,包括智力障碍和癫痫发作等。     

脑血管发育与相关疾病研究进展

脑血管网络拥有独特的解剖结构、生理功能和稳态维持机制,有序并高效地维持着大脑正常发育和运转.脑血管网络的形成受到多种分子的调控,如VEGF, NRP-1, TGF-β等.脑血管发育异常或受损将导致多种脑血管疾病和神经退行性病变,如脑动静脉畸形、阿尔茨海默症.尽管多年来大家对各类脑血管疾病的了解日渐完善,但仍有很多疾病的发病机制尚未被完全揭示,因此亟待开发针对这些疾病的更加安全高效的治疗策略.此外,目前聚焦脑血管发育与疾病研究的多种动物模型已成为探索中枢神经系统疾病发病机制与病理、生理特点的重要工具.本文主要综述脑血管发育及其分子调控机制、脑血管疾病以及脑血管疾病研究模型的最新进展,为涉及脑血管的基础和临床研究提供重要参考.     

Hedgehog基因家族与动物发育及发育异常

Hedgehog蛋白是在果蝇中首先发现的分泌蛋白,在脊椎动物中一些Hedgehog类似物已经被鉴定出来,形成一个Hedgehog蛋白家族。Hedgehog家族与动物发育的许多过程有关,包括与果蝇幼虫体节极性的形成及成虫附肢等器官的形成有关。在脊椎动物胚胎诱导、模式形成和许多不同组织的形态发生中起作用。另外,hedgehog通路的异常活化可以导致发育异常及基底细胞痣综合征和前脑无裂畸变等一些严重的疾病的发生。     

发育异常机理的某些研究进展

阐明化学物致畸等发育毒性的作用机理,对建立人类畸或发育毒物的鉴定手段和防治工作都有重要意义。近年来随着发育基因或发育调控基因的发现和功能的阐明,发育异常的机理研究也取得一些突破。本文简要概述了几个主要进展。长期以来,一直认为哺乳动物发育的着床前胚胎阶段是诱发实验性先天畸形的不敏感期。因此,现行化学物致畸性测试均规定在胚胎着庆后的器官形成期给予受试物。然而,近年来的研究发现,在着床前期给予某些化学物可导致胎儿畸形、生长发育迟缓和出生后行为功能异常等发育毒性,这对传统的概念是一个大的冲击,即胚胎早期可能也是致畸等毒性的敏感期。如果确实如此,将意味着现行化学物致畸性测试方案需修改,而且以往常的机理现有两种假设,一种是甲基亚硝酸脲的研究认为,胚泡阶段发生了微小的非致死性突变;另一种是基于环氧乙烷等化学物对受精卵的损伤,原发性损害是非遗传性的,是由于干扰早期胚胎基因表达的原定程序。据估计,人类胚胎至少有60％在出生前死亡,其中大多发生在妊娠早期,只有约15％在着床后死亡,但长期以来对出生前死亡的原因所知甚少,仅知道流产儿中染色体畸变率高。近年来通过基因的插入突变和基因打靶使某一基因失效等方法,发现某些基因损伤可导致不同阶段胚胎发育异常和死亡。通过分析揭示：只有少数发育障碍可导致胚胎和胎儿死亡。着床前小鼠胚胎主要由于影响了胚胎完成着床前发育和形成能生成囊泡的能力而致死。器官形成早期胚胎由于中胚层不发育或不能发育成一个正常功能的心脏,或由于不能建立和维持胚胎血循环而致死。而早期或中期胎儿主要由于心脏发育缺陷不能形成心血管特环而致死;由于卵黄囊造血功能和卵黄囊过渡到肝脏作为造血器官的障碍也可使胎儿致死。很多胚胎器官或系统的发育异常不危及胚胎或胎儿的存活,这些结果对探讨人体出生前死亡的原因和发育异常的机理均有重要参考价值。以往研究发育异常时仅观察革一发育基因的改变,实际上先天缺陷是众多基因改变的结果。近期有人观察了致畸物苯妥因作用后一组与神经系统和颅面发育有关基因的变化,首次观察到转录模式中有多种基因的变化。认为基因表达的协调变化,无论是轻微或是显著地干扰正常形态发生程序,都与选择性先天缺陷的发生有关。这为今后的研究提供了一种新思路。     

肺泡发育及其相关信号通路

肺是由分支的气道和血管组成的复杂结构,它们结合在最远端的肺泡进行气体交换。而肺泡则是由鳞状肺泡I型(AT1)细胞和立方状肺泡II型(AT2)细胞组成的气体交换囊,其中AT1细胞的表面标志物是T1α和水通道蛋白5(Aqp5),AT2细胞的表面标志物是SPC⁺。临床上,肺发育不全是肺疾病中比较常见的一种,其中肺泡发育异常是肺发育不全的最集中表现。始于妊娠晚期的肺泡发育是肺能否发育正常的关键过程。本文介绍了肺发育过程中的各种细胞类型;回顾了肺发育的各个阶段及其异常发育的表现;简述了在肺泡发育过程中Wnt、FGF和RA等信号通路对肺干/祖细胞群分化的影响;重点综述了肺泡发育的过程及肺泡发育相关的Wnt、FGF、Notch和RA信号通路的最新研究进展。