VEGFA信号调控第二心域发育的作用机制研究

Congenital heart disease is the most common birth defect, but also the main cause of death in infancy, of which nearly 50% of congenital heart disease is related to the second heart field (SHF) developmental abnormalities. Vascular endothelial growth factor (VEGFA) is a multifunctional cytokine. Previous work suggested that VEGFA involved in heart development, but the specific mechanism remains unclear. Our preliminary results showed that heart phenotype in vegfaa-deficient zebrafish embryos was consistent with SHF developmental defects, and vegfaa deletion increased the expression of TGF-β / BMP signaling. Thus, we proposed that VEGFA-mediated TGF-β / BMP signal regulating SHF in heart development process. In this project, we will investigate the cellular and molecular mechanisms of VEGFA signal regulation of SHF development by using zebrafish vegfaa loss-of-function and gain-of-function model, which will provide the theory and basis for the early diagnosis and targeted therapy of congenital heart disease.

先天性心脏病是最常见的出生缺陷，也是婴儿期死亡主要原因，其中近50%先天性心脏病与第二心域(SHF)发育异常有关。血管内皮生长因子A(VEGFA)是一种多功能细胞因子，文献报道及前期工作均提示VEGFA参与心脏发育，但具体机制未明。前期研究及预实验结果发现，vegfaa缺失斑马鱼心脏表型符合SHF发育缺陷表现，vegfaa缺失使TGF-β/BMP信号表达增强，由此，我们提出VEGFA介导TGF-β/BMP信号调控SHF参与心脏发育过程的假说。本项目拟以斑马鱼vegfaa敲除及过表达模型，探究VEGFA信号调控SHF发育的细胞及分子机制，为先天性心脏病的早期诊断及靶向治疗提供理论基础与依据。

先天性心脏病是最常见的出生缺陷，也是婴儿期死亡主要原因，其中近50%先天性心脏病 与第二心域(SHF)发育异常有关。血管内皮生长因子A(VEGFA)是一种多功能细胞因子，文献报道及前期工作均提示VEGFA参与心脏发育，但具体机制未明。前期研究及预实验结果发现，vegfaa缺失斑马鱼心脏表型符合SHF发育缺陷表现，vegfaa缺失使TGF-β/BMP信号表达增强，由此 ，我们提出VEGFA介导TGF-β/BMP信号调控SHF参与心脏发育过程的假说。本项目运用斑马鱼vegfaa敲除及morpholino抑制表达模型，探究VEGFA信号调控SHF发育的细胞及分子机制。 依计划构建Tg(vegfaa:eGFP)转基因斑马鱼系，但在心脏早期发育中未检测到可见的eGFP。通过免疫荧光染色初步验证VEGFA的表达水平影响SHF发育，vegfaa morphants相较野生型（WT）在28hpf时SHF祖细胞数目明显较少。对vegfaa-/-和WT的整胚和心脏组织进行转录组测序，比较结果发现VEGFA缺失影响的信号通路和关键分子，包括PI3K/Akt、WNT、NOTCH信号通路。这些通路在心脏发育中发挥重要的作用，可能是VEGFA影响心脏发育所经的通路。对TGFβ/smad3信号通路中的关键分子smad3a和smad3b进行表达抑制，观察表型发现smad3a morphants具有类似vegfaa缺失个体的心脏和循环表型，而smad3b morphants没有类似表型。综上，本研究依计划验证了VEGFA对SHF发育的影响，并筛选出可能的信号通路和分子机制。