鸡胚原肠胚期原条形成的分子生物学研究

原条是胚胎发育过程中细胞相互运动产生的第一个有形结构，在胚胎三胚层形成中起到关键作用。我们利用鸡胚模型的优势，结合细胞和分子生物学技术如构建GFP聚合基因、基因转导和表达、时间流逝荧光显微镜和共聚焦显微镜观测等，可以真实的观测原肠胚形成期上胚层细胞在胚胎早期发育中的运动轨迹。原条形成的机制尚存在争论：细胞的定向分化、细胞极化至会聚延伸，细胞趋化性迁移？我们通过电穿孔技术导入胚胎早期发育相关基因，过表达外源性的信号分子或其显负性变异体来干扰信号传导通路，探索原条形成过程中的影响因子和分子机制。前期工作表明FGF、PDGF、VEGF等细胞因子都在这个过程中起到至关重要的作用，同时Wnt和PTEN信号通路也参与其中。探讨原条形成分子生物学的机制有助于更好的诠释原肠胚的发生，原肠胚是后来胚体发育的基础，这一过程包括基因调控下的细胞增值、迁移和分化。相关研究对发生机制类似的肿瘤发生也有极大帮助。

本课题在在原肠胚形成期细胞迁移基因调控方面多年研究工作的研究基础上，进一步对感兴趣的问题进行了深入的研究和探讨。总的来说，课题进展顺利，研究工作基本上按照计划进行，到目前为止已基本完成课题申请时的关键工作，结合国内外对胚胎早期三胚层细胞迁移所形成的结构研究状况和实验的具体进展情况对个别实验做了一些调整。课题获得资助后三年年来研究主要集中在PTEN和Slit-Robo信号在FGF8诱导的心脏发生（中胚层结构）中对细胞迁移和分化的调控作用。经过三年的研究，在基金的资助下，首先我们做出了FGF8，PTEN，Robo1基因在早期鸡胚胎发育中的表达图谱，研究了早期鸡胚胎心脏表达的基因：vMHC，MF20，SM22以及HNK1和NF表达情况。通过免疫荧光双标方法，得到这几种基因在早期心脏形成中共表达的情况。第二， 经过研究PTEN基因在调控原肠胚时期中胚层细胞迁移中的抑制作用，我们推测这一作用可能通过影响一些粘附分子例如E-Cadherin、N-Cadherin的表达进而调控原条时期的EMT或MET过程。第三，FGF8因子对早期中胚层细胞迁移具有一定的排斥作用，对第一生心区中胚层细胞迁移同样具有排斥作用，但是其对早期胚胎心管形成及其形态的影响并不明显。另外，FGF信号与N-Cadherin的调控存在反馈调节的作用，至于这个进程中是如何发挥作用的还有待进一步的研究。第四，降调Robo1基因后，胚胎发育早期心脏的形态发生了改变，与正常的心管形态相比较，进一步分析心脏的心肌标志物MF20发现，其降调Robo1基因的心肌细胞中MF20的表达量也有所降低；同时观察心管上心肌细胞的N-Cadherin表达发现，其降调Robo基因的细胞N-Cadherin表达下调。说明Slit/Robo信号可能通过细胞粘附分子N-Cadherin来介导心脏发生过程以及对之后形态发生的影响，对于进一步的实验还在进行中。本年度该课题标注有国家基金资助的文章到目前为止已有23篇论文，其中SCI收录杂志13篇（通讯作者12篇），以通讯作者发表文章共计22篇。后面还有多篇文章正在审稿当中。基于本课题，邀请了多位专家来我院讲学和进行学术交流。科研成果北京、张家界和广州等地分别做讲演。该课题已培养11名硕士研究生和3名博士生，其已经毕业了6名硕士和1名博士，其他正在继续该课题的研究工作。