FGF和PDGF基因协调控制胚胎中胚层细胞迁移机制的研究

胚胎原肠胚形成期细胞在不同时空表达基因的调控下有秩序的迁移是形成胚胎三胚层的基础。我们前期工作显示在鸡胚胎原肠胚形成期，FGF和PDGF分别作为化学趋化因子或协调因子参与调节产生于前部原条的中胚层细胞迁移，这些细胞最终形成胚内中胚层组织。但他们的作用方式、配体和受体的匹配关系尚不明确。本课题申请将主要应用siRNA降低胚胎细胞FGF和PDGF不同配体及受体基因水平的情况下，利用早期扁平透明状鸡胚胎易于在体外基因转染和培养的特性，在时间流逝荧光显微镜下活体观测和跟踪发育中GFP标记细胞迁移，结合基因表达实验数据，进一步探讨早期胚胎表达的不同FGF和PDGF基因在调节中胚层细胞迁移过程中的相互协调作用、与相应受体的匹配关系、以及细胞内信号传导途径。上述信号基因的功能学研究将使我们更完整地理解胚胎发育中原胚肠形成期细胞迁移的调节机制，从而有效地防止早期流产或先天性疾病发生。

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18篇论文，其中SCI收录杂志5篇（通讯作者3篇），以通讯作者发表文章共计13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、大连、银川和广州等地分别做讲演。该课题已培养七名硕士研究生和三名博士生，其已经毕业了四名硕士，其他正在继续该课题的研究工作。