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1、DiGeorge綜合征(DGS)是人類(lèi)最常見(jiàn)的染色體缺失綜合征之一,活產(chǎn)嬰兒發(fā)病率約1/4000-5000。由于DGS累及組織器官較多,對(duì)患者的危害較大,特別是復(fù)雜心血管畸形,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量和生命安全。因此,研究DGS的發(fā)病機(jī)理,探索預(yù)防策略十分重要。
近年來(lái)研究表明,DGS的發(fā)生與tbx1基因單倍劑量不足(haploinsufficiency)、神經(jīng)嵴細(xì)胞(Neural crest cells,NCCs)發(fā)育異常等多
2、種因素有關(guān)。鑒于此,我們研究了兩者之間的關(guān)系。NCCs中tbx1基因不表達(dá),可能存在介導(dǎo)tbx1基因作用的因子。
視黃酸(Retinoic acid,RA)是胚胎發(fā)育過(guò)程中必需的微量營(yíng)養(yǎng)素,也是一種作用廣泛的信號(hào)分子,與心臟發(fā)育的多個(gè)階段有關(guān)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí),RA缺乏會(huì)造成心血管系統(tǒng)發(fā)育異常,與DGS特征相似。
為此,我們考慮RA是否為tbx1基因表達(dá)與NCCs發(fā)育之間的“橋梁”?我們以斑馬魚(yú)為模式生物,研究了tbx1
3、基因表達(dá)對(duì)NCCs發(fā)育的影響,并探討RA在其中所起的作用。
為了模擬DGS患者tbx1基因單倍劑量不足,在第一部分,我們首先構(gòu)建了tbx1基因表達(dá)下調(diào)的斑馬魚(yú)模型。通過(guò)顯微注射特異性的tbx1基因反義寡核苷酸t(yī)bx1-MO,下調(diào)tbx1基因表達(dá),導(dǎo)致斑馬魚(yú)表型異常,表現(xiàn)為心臟環(huán)化障礙、心包水腫、下頜骨減小、耳囊減小、眼睛減小。通過(guò)tbx1-MO效率驗(yàn)證,證實(shí)tbx1基因表達(dá)下調(diào)成功。
在tbx1基因表達(dá)下調(diào)的模型中,
4、我們研究NCCs的發(fā)育過(guò)程。選取NCCs不同發(fā)育階段的標(biāo)記基因,通過(guò)胚胎整體原位雜交的方法,發(fā)現(xiàn)NCCs的起始、剝離、遷移、分化等多個(gè)發(fā)育環(huán)節(jié)都受到了tbx1基因表達(dá)下調(diào)的影響,發(fā)育過(guò)程受到抑制,心臟神經(jīng)嵴細(xì)胞(Cardiac neural crest cells,CNCCs)向心臟細(xì)胞的分化障礙。
在第二部分,我們構(gòu)建了RA缺乏的斑馬魚(yú)模型。通過(guò)顯微注射視黃醛脫氫酶基因(raldh2)的反義寡核苷酸,下調(diào)raldh2基因表達(dá)
5、,并通過(guò)效率驗(yàn)證,證實(shí)raldh2基因表達(dá)下調(diào)成功。Raldh2基因表達(dá)下調(diào)的斑馬魚(yú),表型異常,表現(xiàn)為心臟環(huán)化障礙,心包水腫、體長(zhǎng)短。而且我們發(fā)現(xiàn),NCCs的起始、剝離、遷移與分化過(guò)程也受到了抑制,CNCCs向心臟細(xì)胞分化障礙。
鑒于tbx1基因表達(dá)下調(diào)與raldh2基因表達(dá)下調(diào),NCCs發(fā)育抑制的表現(xiàn)非常相似,在第三部分,我們研究了tbx1基因表達(dá)與RA信號(hào)分子之間的關(guān)系。
通過(guò)原位雜交和real-time PCR
6、的檢測(cè),我們發(fā)現(xiàn),tbx1基因表達(dá)下調(diào)的斑馬魚(yú)中,RA合成酶基因-raldh2表達(dá)降低,而RA降解酶基因-cyp26a1,cyp26b1,cyp26c1表達(dá)增強(qiáng),說(shuō)明tbx1基因表達(dá)下調(diào)可以從合成和降解兩方面降低斑馬魚(yú)體內(nèi)RA的水平。
我們?cè)隗w外人工合成斑馬魚(yú)raldh2 mRNA,對(duì)tbx1基因表達(dá)下調(diào)的斑馬魚(yú)進(jìn)行拯救。實(shí)驗(yàn)證明,外源raldh2基因可以拯救tbx1基因表達(dá)下調(diào)的結(jié)果,異常的斑馬魚(yú)表型以及NCCs標(biāo)記基因的表
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