神經(jīng)嵴細(xì)胞和ISL-1陽性細(xì)胞在小鼠胚胎心動脈端發(fā)育過程中的分布特點.pdf

1、研究背景：心神經(jīng)嵴細(xì)胞和第二生心區(qū)來源的胰島因子-1(ISL-1)陽性心前體細(xì)胞共同參與了脊椎動物弓動脈和心流出道的形態(tài)發(fā)生。轉(zhuǎn)錄因子ISL-1是第二生心區(qū)的主要標(biāo)記蛋白，促進(jìn)第二生心區(qū)心前體細(xì)胞增殖、存活和遷移。第二生心區(qū)ISL-1陽性細(xì)胞是多潛能細(xì)胞，在胚胎發(fā)育的不同時空階段，受不同轉(zhuǎn)錄因子及信號系統(tǒng)調(diào)節(jié)，可以分化為心肌細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞以及其它類型的細(xì)胞。第一生心區(qū)來源的原始心管形成后，第二生心區(qū)的ISL-1陽性間充質(zhì)細(xì)胞以及起自聽

2、板和第三體節(jié)間的心神經(jīng)嵴細(xì)胞向原始心管動脈端遷移，參與弓動脈及原始心管流出道的形態(tài)發(fā)生。去除心神經(jīng)嵴，或干擾第二生心區(qū)的發(fā)育，產(chǎn)生相同或類似的弓動脈、流出道發(fā)育畸形，包括動脈干永存、肺動脈狹窄、右心室雙流出道等，但有關(guān)第二生心區(qū)ISl-1陽性細(xì)胞與心神經(jīng)嵴細(xì)胞在胚胎心流出道形態(tài)發(fā)生過程中的時空分布關(guān)系研究較少。轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白-2α(AP-2α)是遷移前及遷移中的神經(jīng)嵴細(xì)胞的良好標(biāo)記蛋白，尚未見遷移過程中的AP-2α陽性神經(jīng)嵴細(xì)胞與第二

3、生心區(qū)前體細(xì)胞時空分布關(guān)系的報道。本實驗用免疫組化方法觀察了不同發(fā)育時期ISL-1陽性心前體細(xì)胞和AP-2α陽性心神經(jīng)嵴細(xì)胞在小鼠胚胎弓動脈、心流出道發(fā)育過程中的時空分布特點，為進(jìn)一步探討因流出道發(fā)育異常導(dǎo)致的先心病發(fā)病機制提供了實驗依據(jù)。
　　 研究目的：探討遷移中的神經(jīng)嵴細(xì)胞、ISL-1陽性心前體細(xì)胞在小鼠胚胎心動脈端發(fā)育過程中的分布特點。
　　 研究方法：胚齡8～12d小鼠胚胎心臟連續(xù)石蠟切片，選用抗α-平滑肌肌動

4、蛋白（α-SMA）抗體，抗心肌肌球蛋白重鏈(MHC)抗體，抗轉(zhuǎn)錄因子ISL-1抗體，抗激活蛋白AP-2α抗體，進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色。
　　 研究結(jié)果：胚齡8d，AP-2α陽性神經(jīng)嵴細(xì)胞主要表達(dá)于神經(jīng)褶外胚層及鄰近耳板外胚層。ISL-1陽性心前體細(xì)胞分布于前腸及神經(jīng)溝兩側(cè)中胚層，并沿原始心包腔背側(cè)臟壁中胚層延伸至發(fā)育中的心管背側(cè)壁，構(gòu)成第二生心區(qū)，與MHC、α-SMA陽性心肌細(xì)胞相延續(xù)。胚齡9～10d，AP-2α陽性神經(jīng)嵴細(xì)胞在前

5、腸兩側(cè)沿弓動脈逐漸遷移至流出道頭端心內(nèi)膜墊，并形成主肺動脈隔雛形。胚齡11d，AP-2α陽性神經(jīng)嵴細(xì)胞由前腸兩側(cè)沿第四對弓動脈向腹側(cè)延伸，包繞前腸腹側(cè)及外側(cè)壁并突向動脈囊腔，形成AP-2α陽性的主肺動脈隔。胚齡9d，ISL-1陽性細(xì)胞分布于前腸兩側(cè)及鰓弓核心間充質(zhì)，向流出道添加心肌細(xì)胞。胚齡10～11d，ISL-1陽性細(xì)胞在前腸腹側(cè)正中間充質(zhì)中聚集、與AP-2α陽性細(xì)胞共同參與主肺動脈隔形成，但并未擴展至前腸側(cè)壁與弓動脈之間的間充質(zhì)。心

6、包腔背側(cè)臟壁中胚層及鰓弓核心間充質(zhì)的ISL-1陽性細(xì)胞與流出道α-SMA或MHC陽性心肌相延續(xù)。胚齡12d，主肺動脈隔及流出道心內(nèi)膜墊失去AP-2α及ISL-1陽性表達(dá)，轉(zhuǎn)變?yōu)棣?SMA陽性表達(dá)結(jié)構(gòu)。前腸腹側(cè)ISL-1陽性細(xì)胞與升主動脈和肺動脈干壁ISL-1強陽性細(xì)胞延續(xù)，升主動脈和肺動脈干開始表達(dá)α-SMA。
　　 研究結(jié)論：AP-2α是心神經(jīng)嵴細(xì)胞的特殊標(biāo)記物，AP-2α陽性心神經(jīng)嵴細(xì)胞和第二生心區(qū)來源的ISL-1陽性心前體

7、細(xì)胞共同參與了小鼠心動脈端的形態(tài)發(fā)生，是發(fā)育中的心流出道所必需的，AP-2α缺失會導(dǎo)致小鼠胚胎心流出道的發(fā)育異常。胚齡10～11d，ISL-1陽性心前體細(xì)胞與AP-2αa陽性細(xì)胞共同參與了主肺動脈隔及心內(nèi)膜墊的形成。胚齡11d后，AP-2α陽性神經(jīng)嵴細(xì)胞僅存在于第六對弓動脈周圍，ISL-1陽性主肺動脈隔逐漸與流出道嵴融合，并轉(zhuǎn)變?yōu)棣?SMA陽性：ISL-1強陽性的主肺動脈干壁開始表達(dá)α-SMA，表明主肺動脈隔和主腫動脈干壁均開始向平滑肌