Slit2/Robo1信号在原条心脏前体细胞到心管形成过程中的作用

The heart formation, which is spatiotemporally regulated by a variety of genes, is the precise process of cardiac progenitor cell migration and differentiation. Early heart tube development is in the sensitive period of pregnant women, since cardiac malformation would occur if the cardiac cell proliferation, differentiation and/or migration were disturbed in this process. The Slit2/Robo1 signaling molecules are expressed in the cardiac precursor cells of gastrulating embryos, and they could regulate cardiac precursor cells migration and morphological formation of heart tube. However, the regulative mechanism still remains obscure. Hence, we would like to employ two developmental biology models – transgenic Slit2/Robo1 mouse embryo and chick embryo in this study. Using chick embryo, we will track GFP-labeled cardiac precursor cells by real time-lapse recording following knock-down or over-express Robo1 to investigate the molecular and cellular mechanisms of the role of Slit2/Robo1 signaling on the formation of heart tube, especially on the migration and differentiation of cardiac precursor cells in the primary heart field. Furthermore, we will explore the correlation between vital genes (FGF, BMP etc) or some adhesion molecules of heart tube formation and Slit2/Robo1 signaling as well by making use of immunofluorescent staining, in situ hybridization, and Western blot. Finally, we will put forward the molecular and cellular a hypothesis about the role of Slit2/Robo1 signaling on regulating cardiac precursor cell migration of heart tube formation. These studies of gene function will provide theoretical basises for the prevention and treatment of congenital heart disease.

心脏发生是各种基因调控下心脏前体细胞迁移和分化的一个精细进程，而早期心管发育处于人类怀孕的致畸敏感期，如果形成过程中细胞受到干扰将非常容易导致心脏畸形。Slit2/Robo1信号在原肠胚期心脏前体细胞就有表达，我们前期工作已经证实其具有调控心管发育的作用，但是具体机制尚不明确。利用转基因小鼠胚胎和鸡胚两个发育生物学模型，结合Time-Lapse跟踪标记细胞迁移在发育生物学研究中的优势，研究Slit2/Robo1信号在胚胎早期心管、心脏前体细胞的发育以及第一生心区发育中的作用，同时应用免疫荧光、原位杂交、Western blot 等基因表达结果分析Slit2/Robo1信号与心脏发生中FGF，BMP等信号及细胞表面黏附分子间的相互关系。这种基因功能学研究将有助于提出Slit2/Robo1信号调控心脏前体细胞迁移和心管形成的细胞和分子生物学假说，为先天性心脏病的预防和治疗提供理论依据。

我们前期工作提示Slit/Robo信号和细胞自噬在胚胎早期心脏发生中具有重要作用，而高糖、渗透压异常等会导致胚胎心脏畸形，但是与心脏发生过程中的基因时空特异性调控分子机制远未阐明。本研究，我们系统的研究了（1）Slit/Robo信号和细胞自噬相关基因在胚胎发育中的作用；（2）Slit/Robo信号和细胞自噬相关基因在第一生心区细胞迁移中的机制；（3）致畸因素影响胚胎早期心脏发育的机制。研究Slit/Robo信号和细胞自噬在胚胎早期心脏发育中的作用及与该过程中高糖环境和渗透压环境间的交互作用，进一步认知胚胎早期心脏发育的机制，实现在源头上揭示先天性心脏病的诱发机制，为先天性心脏病的发病机理及有效方法的寻求提供理论基础和新思路。在基金的资助下，相关研究成果以（共）第一/通讯作者发表SCI论文18篇；获得“广州市珠江科技新星”等人才项目资助；2016年1月晋升副教授；2016年5月，成功在暨南大学中西医结合博士后流动站师资博士后出站；获得2017年国家自然科学基金应急管理项目（No. 81741016）等基金资助。2015年07月-2015年08月到英国University of East Anglia进行访问学者交流；研究成果在第25届国际形态学（ISMS）大会暨中国解剖学会第33届（2017年）学术年会（2017，西安），第一届亚太血管生物学会议（2017，广州）等作报告。