Mip1b调控上皮器官腔道形态发生的分子机制

In a gene profile performed on zebrafish during early stage of embryogenesis, we mainly focused on the tubular organisms and related genes whose expression was raised during development. And we have found a new gene that was highly expressed in this process, which was named Mip1b and selected as the interested gene we do research on. Our results showed that the tubular organs developed abnormally in zebrafish embryo injected Mip1b morpholinos (Mip1b morphants) can knockdown Mipb1 function. In the neural tube, the ventricular zone of mid-brain became narrower, and the hind-brain almost disappeared. In addition, pronephric duct, gut and pancreas all showed abnormal development in Mip1b morphants. These results indicate that Mip1b plays an important role in tubular organs during embryogenesis.In this case, we are making a comprehensive plan to address the followingquestions:What is the molecular mechanism of Mip1b regulating the development oftubular organisms.

目前对腔道器官腔道形态发生的机理认知十分有限。通过对斑马鱼早期胚胎基因表达谱的分析与筛选，我们发现了一个在管腔型器官中高表达的基因，将其命名为Mip1b，并发现这个基因对管腔型器官的形态发生起到重要作用。我们设计获得了该基因的特异Morpholino和蛋白突变体，将其注射到斑马鱼胚胎中，发现当这个基因被下调和蛋白功能被干扰后，神经管中脑脑室腔变小、后脑脑室几乎消失，而且前、后脑的神经管组织中部的弯曲程度变弱，中脑组织中部完全没有弯曲；此外，肾管、小肠以及胰腺的管腔发育异常。综合前期结果，Mip1b调控多种上皮性腔道器官腔道的形态发生。本申请计划研究Mip1b调控腔道形态发生的分子细胞机制。我们的研究结果将为调控腔道器官形态发生提供新的认知和理论

动物体内存在多种重要腔道器官，比如神经管、心血管、肾管、消化道等，它们在体内扮演着非常重要的角色。在管腔发育中上皮细胞极性化是最基础的一环，也是管腔发育最重要的前提。前期我们利用基因芯片技术分析了斑马鱼早期胚胎发育过程中基因表达谱并筛选出腔道型器官中高表达的基因——Mip1b（又称Mig12）。我们工作表明，Mip1b参与调控了斑马鱼多种管腔器官的发育，包括神经管、肾管、肠道和胰腺原基等器官。检测斑马鱼胚胎发育显示，Mip1b调控微管组织中心在上皮细胞中的定位，从而调控细胞本身极性化，最终调节腔道器官管腔的打开。进一步在细胞模型和斑马鱼模型中证实，在管腔上皮细胞分裂结束后，细胞则开始产生极性，原本位于中心体的γ-tubulin蛋白解离下来并重新形成新的微管组织中心。 鉴定到分子X和 γ-tubulin 相互作用，同时分子X和微管作用，而 Mip1b 和 分子X 又相互作用，因此 Mip1b 和 分子X 协同作用介导微管组织中心最终被逐渐牵引到上皮细胞的顶面，并在此处产生新的微管，为上皮细胞进一步极性化和上皮性器官形成管腔打下基础。