本文選題：Smad4　切入點(diǎn)：條件性基因敲除　出處：《南京大學(xué)》2010年博士論文

【摘要】：先天性心臟缺陷是胚胎致畸的主要原因之一,新生兒中約有1%有先天性心臟缺陷。影響胚胎心臟發(fā)育的因素很多,最近數(shù)年的研究也揭示了一些遺傳方面的潛在原因,但其遺傳機(jī)制仍并不十分明了。轉(zhuǎn)化生長因子一β/骨形成蛋白(TGF-β/BMP)家族對胚胎心臟發(fā)育塑型及成體心臟病理改變均有重要作用,作為傳遞該信號通路核內(nèi)信號唯一的Co-Smad,核內(nèi)因子Smad4在此信號通路中具有中心作用。Smad4在成體心臟中敲除會導(dǎo)致心肌肥大及心衰的表型,但胚胎心臟發(fā)育中的作用尚無報道。本研究中我們發(fā)現(xiàn)Smad4在胚胎發(fā)育中期的心臟發(fā)育過程中起重要作用,能夠調(diào)節(jié)BMP信號和一系列對心臟發(fā)育有調(diào)控作用的核心因子。 因?yàn)镾mad4全身敲除小鼠死于胚胎發(fā)育早期,我們利用Cre-Loxp系統(tǒng),用胚胎心肌細(xì)胞特異表達(dá)的Cre轉(zhuǎn)基因小鼠介導(dǎo)了Smad4基因在胚胎心肌細(xì)胞中的敲除。從胚胎期9.5天(E9.5)開始的Smad4基因敲除導(dǎo)致胚胎死于E12.5～15.5,突變胚胎表現(xiàn)出嚴(yán)重的心臟形態(tài)缺陷,包括顯著變薄的心壁緊密層,結(jié)構(gòu)紊亂的心小梁區(qū)和室間隔缺損(VSD)。極少量超過E15.5的幸存胚胎亦表現(xiàn)出VSD和流出道形態(tài)異常。 條件性Smad4敲除導(dǎo)致極為顯著的心肌細(xì)胞增殖下降,而細(xì)胞凋亡沒有明顯改變。指示心肌細(xì)胞分化的一系列肌動力蛋白在Smad4敲除心肌中的表達(dá)下調(diào),包括肌球蛋白重鏈α和β,心室肌球蛋白輕鏈2,和心肌動蛋白α,提示心肌細(xì)胞分化能力的下降。此外,Smad4突變心臟中TGF-β/BMP通路也受到調(diào)控,BMP通路的配體中心臟特異性表達(dá)的BMP10的表達(dá)量和核因子Smad 1/5/8的活化程度均升高,提示Smad4和BMP10在心肌細(xì)胞發(fā)育中某種潛在的負(fù)反饋機(jī)制。一些心臟發(fā)育中關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)有所降低,包括Nkx2.5, GATA4和MEF2c,這些因子在心臟發(fā)育中期對心肌細(xì)胞的分化有促進(jìn)作用,從而其被Smad4引起的下調(diào)可能導(dǎo)致了心肌細(xì)胞分化的降低。 以上數(shù)據(jù)從遺傳學(xué)角度提供了直接證據(jù),證明Smad4基因?qū)φ{(diào)節(jié)胚胎期心肌細(xì)胞的增殖和分化均具有重要作用,同時也對先天性心臟缺陷可能的原因提供了新的見解。
[Abstract]:Congenital heart defect is one of the main reasons teratogeny, about 1% of newborns with congenital heart defects. Many factors affecting embryonic heart development in recent years, the research also reveals some genetic potential causes, but its genetic mechanism is still not very clear. A transforming growth factor beta / bone morphogenetic protein (TGF- /BMP) on the development of family shape and adult cardiac pathological changes play an important role in the embryonic heart, as the transmission of Co-Smad signal pathway in nuclear signal only, nuclear factor Smad4 in the signaling pathway has a central role of.Smad4 in a knockout phenotype will lead to cardiac hypertrophy and heart failure in the heart, but the role of embryo heart development has not been reported. In this study, we found that Smad4 plays an important role in the process of heart development in mid embryogenesis, can adjust the BMP signal and a series of heart development are The core factor of regulation.
Because the whole body Smad4 knockout mice died of early embryonic development, we use the Cre-Loxp system, Cre transgenic mice mediated expression of embryonic myocardial cells by specific Smad4 gene in embryonic cardiomyocytes knockout. From embryonic day 9.5 (E9.5) Smad4 gene knockout leads to embryonic deaths from E12.5 ~ 15.5, mutant embryos show a serious form of heart defects, including significant change in heart wall thin layer close, and trabecular area of heart septal defect structure disorder (VSD). A very small amount of more than E15.5 of the surviving embryos also showed abnormal morphology and VSD outflow tract.
Conditional knockout of Smad4 resulted in extremely significantly decreased myocardial cell proliferation, and cell apoptosis was not changed. A series of muscle indicative of myocardial cell differentiation in dynein Smad4 knockdown the expression of myocardial reduction, including alpha and beta myosin heavy chain, ventricular myosin light chain 2, and myocardial dynamic protein alpha, suggesting decreased differentiation myocardial cells. In addition, the Smad4 mutation in the heart of TGF- beta /BMP pathway is regulated by activation, expression and expression of nuclear factor Smad 1/5/8 BMP ligand pathway heart specific BMP10 were increased, suggesting that Smad4 and BMP10 in a potential negative feedback mechanism of myocardial cell development. Some transcription factors in heart development the key of the expression decreased, including Nkx2.5, GATA4 and MEF2c, these factors can promote the differentiation of heart development in mid myocardial cells, which is caused by the downregulation of Smad4 It may lead to a decrease in the differentiation of cardiac myocytes.
The above data provide direct evidence from genetic perspective, which proves that Smad4 gene plays an important role in regulating the proliferation and differentiation of embryonic cardiac myocytes, and also provides new insights into the possible causes of congenital heart defects.

【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：R321

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 江永中,莫緒明,許爭峰,易龍,韓冰;22q11.2微缺失綜合征快速分子診斷方法的建立[J];第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報;2005年09期

2 尋廣蘇;郭峰杰;李志剛;周清華;;Artemin的研究進(jìn)展[J];中國肺癌雜志;2011年10期

3 毛霞,王玉林;先天性心臟病和遺傳[J];國外醫(yī)學(xué)(兒科學(xué)分冊);1999年06期

4 胡毅;唐羅生;;糖尿病視網(wǎng)膜病變時血管周細(xì)胞的凋亡[J];國際眼科雜志;2009年02期

5 耿麗;張昭;李明君;秦艷茹;;食管鱗癌組織中前列腺跨膜蛋白的表達(dá)和臨床意義[J];臨床薈萃;2012年12期

6 蘇燕;李宏偉;崔培林;王春玲;修瑞娟;;轉(zhuǎn)化生長因子-β1通過促進(jìn)結(jié)締組織生長因子表達(dá)抑制胰腺癌細(xì)胞PANC-1增殖[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展;2007年12期

7 馮一梅;鄒仲敏;徐輝;;周細(xì)胞的研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展;2008年03期

8 顧紅兵;李繼坤;;TGF-β/Smads信號通路與胃癌關(guān)系研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展;2010年03期

9 毛霞;先天性心臟病的病因與發(fā)病機(jī)理研究概況[J];陜西醫(yī)學(xué)雜志;1996年12期

10 翟麗麗;楊迷玲;李爭艷;劉楊;王正彩;韓偉;王立峰;;周細(xì)胞的研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué);2011年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 展翰翔;胰島素瘤發(fā)病危險因素調(diào)查及mTOR/PRAS40/P70S6K信號通路在其發(fā)病中作用機(jī)制研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2011年

2 李平;Ski在細(xì)胞增殖、創(chuàng)傷愈合及瘢痕形成中作用與意義研究[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2011年

3 袁斯明;嬰幼兒血管瘤病理演變機(jī)制研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2005年

4 呂小東;先天性心臟病相關(guān)基因研究[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2000年

5 王應(yīng)利;視網(wǎng)膜周細(xì)胞對微血管內(nèi)皮細(xì)胞生長和緊密連接形成影響的研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2006年

6 周蕾;室間隔缺損相關(guān)基因分析及超聲心動圖臨床應(yīng)用研究[D];南京醫(yī)科大學(xué);2006年

7 朱明光;基因沉默HMGA1調(diào)控腫瘤細(xì)胞生長與免疫抑制實(shí)驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2007年

8 黃華榮;單層貼壁法誘導(dǎo)人胚胎干細(xì)胞向平滑肌細(xì)胞分化及其機(jī)制初探[D];浙江大學(xué);2006年

9 張浩;室間隔缺損患者心肌組織相關(guān)基因的篩選及驗(yàn)證[D];南京醫(yī)科大學(xué);2007年

10 王洪如;家族性房間隔缺損家系調(diào)查及致病基因分析[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 朱小寶;結(jié)直腸癌組織中Smad4、MMP-9的表達(dá)及對微血管生成和腫瘤轉(zhuǎn)移的影響[D];桂林醫(yī)學(xué)院;2010年

2 馬超;廣西117例先天性心臟病家系調(diào)查與分析[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2011年

3 劉連連;卵巢癌患者TGF-β1和Smad4的血清水平及Smad4在卵巢組織的表達(dá)[D];吉林大學(xué);2011年

4 王美蓉;欣胃顆粒對胃癌前病變（氣陰兩虛挾瘀毒型）患者血清PG影響的研究[D];黑龍江中醫(yī)藥大學(xué);2011年

5 高忠誠;ER-α/β、COX-2及TGF-β_1在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中的表達(dá)及意義[D];山東大學(xué);2011年

6 林有智;Smad3在肝內(nèi)膽管癌組織中的表達(dá)及意義[D];華中科技大學(xué);2010年

7 余靜;TGF-β誘導(dǎo)人肺腺癌細(xì)胞A549中血管生成相關(guān)基因ANGPTL4的表達(dá)上調(diào)部分依賴乏氧誘導(dǎo)因子HIF-1[D];華中科技大學(xué);2010年

8 劉義文;轉(zhuǎn)化生長因子β1在胃癌組織中的表達(dá)及其臨床意義[D];寧夏醫(yī)科大學(xué);2011年

9 陳虎;肝細(xì)胞癌中TGF-β1和E-cadherin的表達(dá)意義及二者相關(guān)性[D];華中科技大學(xué);2011年

10 于宗平;TGF-βⅢ型受體在肝癌組織中的表達(dá)及臨床意義[D];華中科技大學(xué);2011年

，

本文編號：1728380