斑馬魚AGGF1基因在造血系統(tǒng)以及血管系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中的功能研究.pdf

1、血液血管系統(tǒng)在胚胎發(fā)育過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。血液血管系統(tǒng)的異常發(fā)育會(huì)導(dǎo)致一系列嚴(yán)重的發(fā)育缺陷,甚至危及個(gè)體的生命。血液血管系統(tǒng)的發(fā)育過(guò)程首先由來(lái)自于中胚層的血液血管母細(xì)胞分化為造血干細(xì)胞以及血管母細(xì)胞。造血干細(xì)胞最終又分化為紅細(xì)胞,髓系細(xì)胞以及淋巴細(xì)胞;血管母細(xì)胞主要分化為動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞和靜脈內(nèi)皮細(xì)胞,最終形成動(dòng)脈血管、靜脈血管以及淋巴血管等。整個(gè)血液血管的發(fā)育過(guò)程是在復(fù)雜而精細(xì)的分子信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控下進(jìn)行的,任何關(guān)鍵分子調(diào)控的異常都可

2、能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)育缺陷或者重大疾病。目前為止,對(duì)于同時(shí)調(diào)控造血系統(tǒng)以及血管系統(tǒng)發(fā)育的分子機(jī)制了解的并不是十分清楚。因此對(duì)于血液血管的發(fā)育過(guò)程關(guān)鍵分子以及信號(hào)通路的研究有助于完善血液血管發(fā)育過(guò)程的分子信號(hào)網(wǎng)絡(luò),從而對(duì)相關(guān)疾病的治療提供分子靶點(diǎn)和研究思路。
　　先天性靜脈畸形骨肥大綜合征(Klippel-TrenaunaySyndrome,以下將其簡(jiǎn)稱為KTS)是一類罕見(jiàn)的先天性的血管疾病,主要癥狀為毛細(xì)血管、靜脈管、淋巴管畸形和過(guò)度

3、增生。盡管對(duì)KTS的研究已有百余年的歷史,對(duì)其發(fā)病原因人們?nèi)匀恢跎?。AGGF1基因是第一個(gè)從KTS病人的染色體斷裂位點(diǎn)處克隆出來(lái)的KTS致病基因。體外實(shí)驗(yàn)表明,AGGF1基因同VEGF基因類似,都可以強(qiáng)烈的促進(jìn)血管的生成;并且AGGF1基因能促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、生長(zhǎng)和毛細(xì)血管形成,提示它是一個(gè)新的血管生成因子。接著在斑馬魚的體內(nèi)研究中發(fā)現(xiàn),將斑馬魚AGGF1基因敲低可以顯著地抑制斑馬魚體節(jié)間血管以及靜脈血管的發(fā)育,同時(shí)過(guò)表達(dá)AG

4、GF1基因可以顯著的促進(jìn)斑馬魚體節(jié)間血管以及靜脈血管的發(fā)育。這項(xiàng)研究提示AGGF1基因在斑馬魚血管生成過(guò)程中起到了非常重要的作用。
　　由于造血干細(xì)胞以及血管母細(xì)胞來(lái)自于共同的前體細(xì)胞(血液血管母細(xì)胞)的分化,那么AGGF1基因在影響了斑馬魚血管生成的同時(shí),有沒(méi)有影響斑馬魚造血系統(tǒng)的發(fā)育和生成?如果同時(shí)影響了血管生成和造血系統(tǒng)的發(fā)育和生成,那么AGGF1是否影響了斑馬魚血液血管母細(xì)胞的發(fā)育以及分化?為了回答這些問(wèn)題,本研究使用了斑

5、馬魚這一經(jīng)典的研究血液血管發(fā)育的模式動(dòng)物,通過(guò)嗎啉代反義寡核苷酸靶向抑制斑馬魚AGGF1基因的表達(dá)以及過(guò)表達(dá)AGGF1的方法研究了AGGF1基因在造血系統(tǒng)以及血液血管母細(xì)胞的發(fā)育分化過(guò)程中所起的作用。首先,特異性抑制掉AGGF1基因表達(dá)后,通過(guò)斑馬魚整胚原位雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),斑馬魚的初級(jí)造血過(guò)程中紅細(xì)胞前體細(xì)胞的標(biāo)記基因gata1以及髓系細(xì)胞前體細(xì)胞的標(biāo)記基因pu.1的表達(dá)受到明顯的抑制;斑馬魚次級(jí)造血過(guò)程中,位于主動(dòng)脈腹壁側(cè)處造血干細(xì)胞的

6、標(biāo)記基因runx1以及c-myb的表達(dá)顯著降低,位于胸腺位置處的淋巴細(xì)胞幾乎完全消失。這說(shuō)明AGGF1基因在斑馬魚造血系統(tǒng)的發(fā)育以及形成過(guò)程中起到了非常重要的作用。結(jié)合之前已發(fā)表的斑馬魚AGGF1基因影響靜脈血管生成的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,表明AGGF1基因在斑馬魚胚胎發(fā)育早期同時(shí)影響到了血管生成和造血系統(tǒng)的發(fā)育。接著,通過(guò)對(duì)血液血管母細(xì)胞標(biāo)記物的原位雜交發(fā)現(xiàn),敲低斑馬魚AGGF1基因的表達(dá)后嚴(yán)重影響了斑馬魚血液血管母細(xì)胞的發(fā)育以及分化。通過(guò)對(duì)血液

7、血管母細(xì)胞形成和分化有重要作用的基因回補(bǔ)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),AGGF1基因作用于scl以及fli1的上游,調(diào)控了血液血管母細(xì)胞的形成以及分化。AGGF1基因的全長(zhǎng)CappedmRNA不能夠拯救斑馬魚cloche突變體中血液血管母細(xì)胞的形成以及分化的障礙,并且LYCAT基因的全長(zhǎng)cappedmRNA不能恢復(fù)敲低AGGF1基因表達(dá)后造成的血液血管母細(xì)胞發(fā)育和分化的障礙。這表明AGGF1基因與LYCAT基因在調(diào)控血液血管母細(xì)胞的形成以及分化過(guò)程中是平行