维甲酸信号通路的生物学进展

本文阐述了受维甲酸信号调控的基因表达多样性的分子机制,描述了维甲酸受体的特征、维甲酸反应元件的多态性、转录中介因子包括辅活化因子和辅抑制因子在维甲酸受体介导的转录调控中的作用,主要的维甲酸应答基因及维甲酸在肿瘤治疗中的应用。     

Wnt信号转导通路与神经发育研究进展

Wnt蛋白是一类分泌型糖蛋白家族,Wnt信号蛋白与细胞表面的多种受体相互作用,参与诸多生命过程。对神经系统发育的研究表明,Wnt信号通路在神经发生,神经祖细胞增值、分化,神经干细胞的自我更新,轴突导向等过程中起重要调控作用。多项研究已经证实,Wnt通路失调与诸多神经系统疾病有密切关系。Wnt信号通路的突变或异常,将会引起神经系统发育缺陷。然而,对Wnt非经典信号通路的研究,尤其是新受体Ryk的调控作用的认识迄今仍不全面。根据国内外相关研究,阐述了经典Wnt信号通路Wnt/β-catenin途径的同时也对Wnt/Ryk非经典信号途径这一研究新领域做了讨论。在非经典信号通路中,Ryk-ICD的剪接对于前体细胞的神经分化起重要作用。本文分析了Wnt/β-catenin和Wnt/Ryk信号通路在神经发育中的作用,有助于深入理解神经发育过程中Wnt信号通路的作用机制。然而,Ryk-ICD引导因子、分子机制等问题仍待进一步研究,而这将有利于理解神经干细胞分化机理。     

维甲酸致小鼠胚胎畸形发生过程中维甲酸受体α/β及β-catenin和caspase-3基因的表达变化

流行病学研究显示,在胚胎发育过程中摄入过多维甲酸可致各种发育缺陷,其中神经管畸形最为常见. 因此有必要探明维甲酸致各种发育缺陷的发生机制,以便为各种生长缺陷的预防和治疗提供实验依据. 用 RT-PCR 及蛋白质印迹技术,探测了过量维甲酸对昆明小鼠胚胎神经管中维甲酸受体α/β及β-catenin 和 caspase-3 基因表达的调整. 结果显示,在神经管闭合期过量维甲酸显著降低了维甲酸受体α/β及β-catenin 和 caspase-3 的基因表达,神经管闭合后,维甲酸受体β、β-catenin 及 caspase-3 的基因表达又出现了一个明显的回升过程. 提示,过量维甲酸改变了昆明小鼠胚胎神经管中维甲酸受体α/β及β-catenin 和 caspase-3 基因的正常时间表达模式,这种异常的基因表达模式可能参与了维甲酸致昆明小鼠胚胎畸形的发生机制.     

锌指蛋白与心脏发育

锌指是最大的DNA结合蛋白家族,是最普遍的核酸识别元件.近年来发现锌指参与生物体的基因转录,复制及蛋白质的合成等各种基因调节和控制过程,心脏发育过程中涉及大量锌指基因.综述了心脏发育过程中起重要调控作用的锌指蛋白以及它们的作用机制.     

小鼠心脏发育的形态学研究

目的建立小鼠心脏正常发育的时间表以及对应的形态学特征模式.方法小鼠胚胎ED8.5、ED9.5、ED10.5、ED11.5、ED12.5、ED14.5、ED16.5、ED18.5和P1(postnatal day)(出生后1 d的仔鼠)标本,进行整体或心脏部位不同轴向切片,HE染色,采用PCTV图像分析系统,对各时相小鼠心脏形态发育特征进行研究.结果 ⑴细胞结构发育的时空模式:① ED8.5时,生心板形成;ED9.5时,心肌细胞呈不规则的纺锤形,细胞的大小多样化,细胞核小;ED10.5时,小血管和着色较浅的肌原纤维出现,细胞之间连接较松;ED11.5时,心肌纤维排列较紧,纵断面上呈细长形,横断面上呈不规则多角形;ED12.5时,细胞核着色更清晰,心肌细胞形状逐渐规则,细胞之间紧密连接,同时闰盘结构出现在心室心肌细胞.②ED12.5时心肌小梁结构第一次在心室出现,ED14.5时增厚,而在心房少见心肌小梁.⑵心室结构的形成和心脏发育的成熟:①心肌间充质网络结构在ED10.5的心室中明显呈现,随着它的发育,心室的心内膜在ED11.5出现,心室心外膜可以辨认.②房室隔在ED12.5完全形成,心内膜垫在ED12.5开始发生并快速发育,促进室间隔在ED14.5完全形成.③心包膜在ED16.5可明显辨认,心包膜腔形成,此时近段流出道心内膜垫完全心肌细胞替换.结论肌原纤维细胞和心肌间充质细胞同时在ED10.5出现,提示肌原纤维对心肌细胞的成型和心肌化起作用.细胞的结构变化和心肌层的成熟过程,显示小鼠心脏部位成熟时间的不同,心室成熟相对较晚.     

心脏发育中的细胞凋亡

重点讨论了心脏发育过程中主要的细胞凋亡以及信号串级联,这些信号串往往伴随着有序的形态学上的事件.细胞凋亡主要发生在胚胎心脏中非心肌的隔室中,其隔室由心内膜、心外膜和神经嵴衍生的细胞组成.这些信号的级联包含了潜在生长转化因子的激活,导致心肌细胞的迁移以及随后的心内膜垫的心肌化.错误的细胞凋亡将导致心脏发育的异常.     

维甲酸受体的分子生物学

维甲酸受体是近年来发现的一种新受体,是核受体。属甾体／甲状腺激素受体家族。它与基因的表达及调控有密切关系。维甲酸诱导肿瘤细胞向正常细胞分化可能是通过维甲酸受体。     

心脏早期发育的基因控制

果蝇和脊椎动物的心脏发育在早期具有惊人的相似性,两似从两侧心肌中胚层分化出心脏前体细胞,再在胚肿的中部形成一个管状结构,有研究结果表明,果蝇心脏发育基因控制模型是代替人体心脏发育研究的一个理想模式。     

影响果蝇心脏发育的基因突变

最近的研究表明,果蝇与脊椎动物及人的心脏早期发育具有极为相似的基因控制机理,果蝇已成为研究人体心脏早期发育基因控制的理想模式动物。利用化学诱变剂甲磺酸乙酯大规模地诱变影响果蝇心脏发育的基因,利用心脏特异性抗体染色进行筛选,获得了112个有心脏突变表型的致死系,其中32个致死系的心脏畸变表型有别于目前已知心脏发育基因的突变表型。细胞遗传学定位研究表明在多线染色体的13个带纹区的某些隐性致死突变基因是目前未知的,其功能可能与发育有关的基因。     

心脏发育的基因调控

心脏发育是一个复杂的过程.在脊椎动物和无脊椎动物果蝇中驱动早期心脏分化的基因具有惊人的相似性.以果蝇、斑马鱼、小鼠等作为模式动物,以心脏的发育过程为主线,探讨了心脏发育的基因调控的研究进展.     

脊椎动物心脏形态发育的转录调控

转录因子以组织特异性和数量的方式调节基因的表达,是胚胎发育中的主要调节因子.目前已经鉴定了一些特异性调节心脏基因的转录因子,最近又发现显性遗传转录因子的突变能引起人类先天性心脏缺陷,将心脏发育转录因子的研究直接与医学联系起来.尽管这方面的研究已经很广泛了,但心脏发育的转录调控仍不很清楚.本文对心脏转录因子及其作用研究的最新进展进行了综述.     

人类心脏发育缺陷的分子机理

为了探索心脏发育的缺陷及遗传机制以及在分子水平上先天性心脏病的发生机理,概述了人类心脏发育缺陷的研究进展,包括人类心脏不对称发育、心脏发育缺陷和心脏缺陷的分子机理.     

控制果蝇心脏早期发育的基因研究进展

果蝇心脏早期发育与脊椎动物乃至人具有相似的分子机理,自90年代以来,通过P转位子诱变方法已鉴定出20多个与果蝇早期发育相关基因,这为揭示人体心脏发育的基因调控机理提供了重要的依据。     

Neuregulin／Erb信号转导通路在神经发育中的作用

Neuregulins(NRG)是一在结构上相类似的多肽家族,它们由四个不同的基因编码。NRG有三种异构体（NRG1、2和3）。这些异构体在及脑内有高表达,包括发育中的脑和成熟的脑。这些异构体中,对NRG1研究最为广泛。NRG1对神经系统的发育有多种重要的调节作用。它能促进胶质细胞的生化和分化;也能调节小脑、颗粒细胞沿胶质细胞的迁移。在突触形成过程中,NRG1可诱导以下三种受体的表达：神经肌肉接头和中枢 神经系统内的乙酰胆碱受体的表达;小脑胶质细胞中NMDA受体的NR2C亚单位的表达;小脑胶质细胞中GABAA受体的表达。近年来的研究表明,NRG受体多分布于突触后膜致密区,提示NRG可能对突触的可塑性有重要的作用。本文综述了NRG的研究进展,特别对其功能及其信号转导机制有较多的讨论。     

与心脏发育相关的miRNA研究

microRNA（miRNA）是生物体内源长度约为20～23个核苷酸的非编码小RNA,在生物体发育、细胞增殖与分化等过程中扮演了重要角色。心脏是人体的重要器官之一,miRNA与心脏发育密切相关,很多分子生物学研究技术已经应用到对心脏发育的研究中,研究表明一些特异miRNA有可能为心脏疾病的诊断和治疗提供新的靶点和研发新的药物。     

心脏发育及先天性心脏病的分子遗传学基础

从发育遗传探讨先天性心脏病的发病机制，是目前的研究热点。本文综述了ｈｔｌ、ｎｏｄａｌ、ＨｏｍｅｏｂｏｘＴＦ－β、Ｐａｘ３基因在心脏发育过程中的重要作用及细胞间的相互作用与心脏发育的关系，旨在揭示发育遗传与先天性心脏病的关联 。     

EZH2在心脏与血管发育中的作用

Zeste基因增强子人类同源物2(enhancer of zeste homolog 2, EZH2)是多梳蛋白抑制复合物2(polycomb repressive complex 2, PRC2)的主要元件之一,利用组蛋白甲基化酶活性发挥经典作用,抑制靶基因的表达。此外,EZH2通过甲基化其他蛋白,作为蛋白支架分子募集转录相关分子介导转录激活,与lncRNA及miRNA相互作用等非经典途径调控各项生命活动,与干细胞分化和组织器官发育关系密切。EZH2及其功能相关分子在心脏发育、血管发生等过程中发挥着至关重要的作用。靶向敲除小鼠心脏Ezh2基因会影响心肌组织及内皮源性组织的正常发育,造成广泛性的心脏发育缺陷。EZH2参与调控正常组织和肿瘤组织的血管生成,维持新生血管完整性,并参与调控内皮间质化和内皮造血转化。本文探讨了EZH2在心脏和血管发生领域的影响效应、调控机制,及其与相关疾病的关系。     

心脏发育和疾病的表观遗传调控机制

表观遗传调控机制是后基因组时代的重点研究领域,当前许多证据表明表观遗传学调控心脏发育进程,参与多种心脏疾病的调控。本文综述了DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑复合物和microRNAs在心脏发育中的作用,以及在动脉粥样硬化、心力衰竭、心肌缺血、心肌纤维化等心脏疾病中表观遗传调控的研究进展,同时概述了生物活性食品化合物在心脏保护中的作用,为心脏发育的分子机制研究和心脏疾病的预防与治疗方向提供新的视角。     

湖南师范大学心脏发育研究中心

湖南师范大学心脏发育研究中心于2000年由归国学者吴秀山教授创建,目前有1名长江学者,2名芙蓉学者。1名全国优秀教师。1名国务院特殊津贴享受者。1名教育部新世纪优秀人才,1名省杰出青年基金获得者,7名正副教授,53名在读博士后、博士和硕士研究生。隶属于发育生物学国家重点学科、蛋白质组学与发育生物学部省共建国家重点实验室培育基地及蛋白质化学与发育生物学教育部重点实验室。