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.     

人类胚胎心血管发生发育的形态学研究

心血管系统是胚胎第一个发生作用的系统,其形成是在一系列相关基因的调控作用下各种细胞迁移、分化和精确组合的结果.就目前人类胚胎心血管发生发育及其有关的影响因素等方面的研究进展做一简要的综述.     

人类心房纤维性颤动变化的分子机制

近年来确认了心房纤维性颤动(AF)以促进心房的发生和维持的方式修饰了心房的电特征.并确立了节律紊乱发生的电生理变化.主要描述了功能的快变化和蛋白质表达的慢变化的分子机制,这种慢变化会引起心房纤维性颤动的电改变和收缩异常.心房纤维性颤动的一个重要分子特征是L型钙离子通道功能和蛋白质表达的减少.这种减少可能有助于保护细胞抵制由于心房纤维性颤动的激活率增加产生的潜在致死钙离子超载.对蛋白水解系统的可能作用也进行了讨论,其中重点讨论了钙蛋白酶作为一种与钙离子超载导致蛋白表达减少相联系的机制.     

Smyd1干扰真核表达质粒及其稳定转染H9c2细胞系的构建

运用RNA干扰技术(RNA interference RNAi)构建pSUPER.retro-Smyd1真核表达质粒,经鉴定后用脂质体法转染H9c2细胞,通过G418筛选出稳定表达pSUPER.retro-Smyd1的细胞系,最后经Western blot及RT-PCR实验鉴定其干扰效果。经鉴定,通过H9c2细胞系构建的pSUPER.retro-Smyd1干扰细胞系的干扰效果显著。因此,本实验成功构建了Smyd1干扰真核表达质粒及其稳定转染的H9c2细胞系,为进一步研究Smyd1基因在心脏发育中的作用奠定了良好的实验基础。     

毛细胞白血病5q13.3断裂位点线性DNA荧光原位杂交定位

毛细胞白血病经常与５ｑ１３．３断裂位点相关联,该断裂位点区域及位于这一区域的重要基因有待研究。我们探索了ＤＮＡ纤维荧光原位杂交方法（即ＤＮＡ纤维ＦＩＳＨ）检测该断裂位点的可行性。实验选用含有断裂位点区域的两个基因组克隆及位于断裂位上是的两个ｃｏｓ质粒探针与带有结构性到位（５）（ｐ１３．１ｑ１３．３）的线性ＤＮＡ共杂交（ＤＮＡ来自ＨＣＬ患者的细胞系）。实验证明该断裂位点将探针信号一分为二。根据这些结果描绘出断裂位点区域图。研究表明,ＤＮＡ纤维ＦＩＳＨ方法是绘制高精度物理图谱和检出遗传重排的一种有效的研究手段。     

小鼠 LRRC 10腺病毒载体构建及其在心肌细胞中的表达

目的：构建含有小鼠Lrrc10（Leucine-rich Repeat Containing protein 10）基因的重组腺病毒表达载体。方法：设计小鼠Lrrc10特异性引物,以小鼠cDNA为模板,通过PCR扩增出mLrrc10的编码区,并引入HA标签蛋白和Sal Ι酶切位点。该片段经凝胶电泳纯化后插入pMD-18 T载体。测序后,用Sal Ι和Hind III酶切,将目的片段亚克隆至pAd-track-cmv穿梭载体中。用PmeΙ线性化后,用100 ng转化细菌BJ5183,在细菌内同源重组后得到 pAd-Lrrc10质粒。pAd-Lrrc10经PacⅠ线性化后用LipofectamineTM2000转染293A细胞,包装得到含Lrrc10基因的病毒重组子。将病毒重组子在293A细胞中扩增后,反复冻融得到滴度较高的含Lrrc10的病毒液。将收集的病毒液感染心肌细胞,绿色荧光观察 GFP、免疫印迹检测Lrrc10-HA蛋白的表达。结果：用病毒液感染原代心肌细胞,24小时后在荧光显微镜下可观察被感染的细胞发出绿色荧光,提取心肌细胞总蛋白,Western可检测到Lrrc10-HA融合蛋白的表达。结论：小鼠Lrrc10腺病毒载体构建成功,并可将编码Lrrc10-HA的目的片段导入心肌细胞中表达。     

svp基因在果蝇副心肌细胞生长中的作用

果蝇心脏位于身体背部,是一个体节性重复的线性管状结构。在hedgehog（hh）基因的信号诱导下,seven-up（svp）基因调控果蝇的心脏发育,在每个体节的两个心肌细胞和两个副心肌细胞中表达。结果表明,在svp纯合突变体中,报告基因lacZ在心肌细胞中的表达图式正常,但在副心肌细胞中的表达图型明显异常,而且部分EPC细胞生长尺寸增加。某些体节的DA1肌肉祖细胞缺失,晚期突变体胚胎体壁肌肉细胞也呈现异常,表明基因svp的活性对果蝇副心肌细胞、DA1肌肉祖细胞和体壁肌肉细胞的分化是必须的,并且可能与EPC副心肌细胞的尺寸生长有关。     

心脏发育候选基因AHNAKβ的克隆和表达研究

心脏发育过程是一个错综复杂的过程,由一系列的基因参与完成.虽然目前已经鉴定出很多与心脏发育相关的基因,但是仍有很多心脏发育相关基因有待鉴定.作者从小鼠心脏cDNA文库中分离并鉴定了一个心脏发育候选基因AHNAKβ.AHNAKβ位于11q12.2,长1 064 bp,由6个外显子和5个内含子组成,其中开放阅读框(ORF)长450 bp (258~710 nt),编码含有149个氨基酸,蛋白质大小约为16.0 kD.我们构建了原核细胞表达载体,在大肠杆菌中表达并纯化了GST- AHNAKβ融合蛋白,然后制备了该蛋白的兔免疫血清.利用该抗体进行了小鼠成体组织Western blot以分析该基因的蛋白表达模式.研究结果表明AHNAKβ在小鼠成体子宫、小肠等多种组织表达,在心脏中表达较高,提示它可能在心脏组织中具有某种重要作用.     

心脏动脉极的形成

目前已发现与生心区形成心管这一过程有密切关系的关键基因和信号分子.对称的生心区后部促使心肌前体细胞形成心脏的流入区域或静脉极.最近在鸡和鼠胚胎中已经鉴定:心肌前体细胞群在咽中胚层中位于早期心管的前部.这种前部导致心脏的流出区域或动脉极处的心肌的产生.因此,脊椎动物的心脏起源于两种心肌前体细胞.这些细胞通过不同的基因程序有规律地出现.心区前部的发现对于解释突变鼠的心脏缺陷和研究人类先天性心脏病有非常重要的意义.     

T型钙通道α1G亚单位在细胞增殖中的功能研究

利用稳定过表达人类T型钙通道α_(1G)亚单位的HEK-293细胞研究了T型钙通道在细胞增殖中的作用。RT-PCR和标准全细胞膜片钳记录分别从mRNA转录水平和T型钙通道蛋白功能水平验证了α_(1G)单位的过表达的实现。生长曲线表明,T型钙通道α_(1G)亚单位的过表达能显著促进细胞增殖,HEKα_(1G)~+细胞的细胞群体倍增时间(13.7±0.3h)比对照HEK-293细胞的细胞群体倍增时间(22.1±1.1h)缩短了约8h;流式细胞分析结果也与此吻合,在稳定过表达了人类T型钙通道α_(1G)亚单位的细胞处于S期的细胞百分率比对照HEK-293细胞高,相反地处于G_0/G_1期的百分率比对照HEK-293细胞低,以上结果证明过表达T型钙通道α_(1G)亚单位能促进细胞增殖;T型钙通道特异性阻断剂mibefradil抑制HEKα_(1G)~+细胞增殖,IC_(50)为3.5/μmol/L,表明在HEK-293细胞过表达T型钙通道对细胞增殖的促进作用可以被T型钙通道特异性阻断剂mibefradil抑制,这就进一步证明了T型钙通道在促进细胞增殖方面的直接作用。Western杂交结果提示了T型钙通道α_(1G)亚单位的表达是通过某种信号途径提高了与细胞周期有关的蛋白质,cyclin A、cyclin E和CDK2的表达水平,从而刺激了细胞周期的进程。本研究有助于理解细胞增殖的机制并为开发治疗与细胞增殖异常有关疾病的新药提供了理论依据。