音猬因子信号通路调控小鼠胚胎心脏流出道的形成与分隔OA

背景:第二生心区及心脏神经嵴共同参与流出道的形成与分隔,但音猬因子信号通路在该过程中调控作用的确切机制尚未明确。目的:探究第二生心区形成过程中音猬因子信号通路各组分的调控作用,确认音猬因子信号通路在流出道形成与分隔过程中的调控作用。方法:从妊娠ICR小鼠中获取胚龄10-15 d小鼠胚胎作为实验材料,经石蜡包埋后制备连续切片样本,通过免疫组化染色、免疫荧光双染实验观察胰岛素基因增强结合蛋白1、音猬因子、Ptch1、Ptch2、Smoothened、Gli3及骨形态发生蛋白2的时空表达模式;剥离10.5 d胚龄小鼠胚胎的前肠与相邻间充质,通过蛋白印迹分析与免疫共沉淀实验探究音猬因子信号通路与骨形态发生蛋白和第二生心区细胞与心脏神经嵴细胞之间的关系。结果与结论:①在胚龄10-11.5 d小鼠胚胎中,音猬因子与Gli3的表达见于咽内胚层,而Ptch1、Ptch2与Smoothened表达与呼吸内胚层的发生相偶联;呼吸内胚层形成导致胰岛素基因增强结合蛋白1阳性第二生心区祖细胞增多并参与流出道的发育。音猬因子信号通路各组分未在鳃弓核心间充质表达,但出现于心包腔背侧壁。②在流出道心内膜垫形成与融合过程中,Ptch1、Ptch2与Smoothened表达于心肌,Gli3表达于心肌与心内膜垫的间充质细胞、主动脉与肺动脉干管壁。③在胚龄胚龄10.5-11 d小鼠胚胎中,胰岛素基因增强结合蛋白1和骨形态发生蛋白2的共表达分布于前肠内胚层及第二生心区;沿弓动脉分布的激活增强子结合蛋白2α阳性心脏神经嵴细胞同时表达Gli3或骨形态发生蛋白2,免疫共沉淀显示激活增强子结合蛋白2α与Gli3或骨形态发生蛋白2存在相互作用。④结果表明,音猬因子信号通路参与第二生心区发育,并且在第二生心区不同亚群的形成、迁移与分化过程中发挥不同作用;音猬因子信号通路在流出道心内膜垫形成与融合过程中持续产生作用;Gli3、骨形态发生蛋白2共同调节心脏神经嵴细胞的迁移。