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心臟的不對稱發育之路
點擊次數：251 發布時間：2013-5-31
心臟的不對稱發育之路
從外表來看，我們的機體幾乎是*對稱的。然而實際上，包括心臟在內的大多數內臟器官都是不對稱的。心臟的右側負責肺循環（pulmonary circulation），而左側負責供應機體的其他部分，這種不對稱性使心臟得以有效工作。
德國MDC分子醫學中心的研究人員Dr. Justus Veerkamp和Dr. Salim Seyfried對斑馬魚胚胎進行了研究，揭示了心臟左右兩側的差異性發育機制，文章發表在Cell旗下的Developmental Cell雜志上。
在心臟的不對稱發育中，Nodal和Bmp的信號傳導很重要。不過，此前人們并不清楚這些通路是如何塑造心臟不對稱性的。研究人員在活體斑馬魚胚胎中，觀察了心臟前體細胞的遷移。由于斑馬魚胚胎是透明的，人們可以通過顯微鏡對單個細胞進行觀察。
研究顯示，在心臟發育的早期階段，Nodal蛋白在左側合成并觸發了一系列信號級聯，使這一側的心臟前體細胞遷移得更快。研究人員指出，心臟兩側細胞的運動能力差異，足以引起心臟組織的定向遷移，形成心臟的不對稱性。
此前，科學家們曾認為是Bmp蛋白觸發了心臟左側的細胞遷移，并由此推測該蛋白在左側應當非?；钴S。但研究人員對Bmp蛋白進行分析，卻發現事實并非如此。
研究人員指出，Bmp的作用實際上是降低心臟細胞的運動能力。而Nodal蛋白能夠通過激活Has2酶來進行調控，限制Bmp在心臟左側的活性。研究顯示，Bmp的信號減少，會使左側的非肌肉肌球蛋白II（nonmuscle myosin II）表達降低，細胞運動性增加。由此，心臟左側的細胞更快遷移，并zui終形成有功能的不對稱心臟。
隨后，研究人員對實驗進行了調整，使上述信號級聯中的蛋白分別以較高或較低的水平表達。在這種情況下，心臟細胞的運動能力發生了微妙的改變，zui終導致心臟發育畸形，包括心臟*對稱和心臟橫向倒轉等等。
斑馬魚胚胎的這些心臟畸形，有些也會出現在人體中。而且不對稱發育相關的疾病，往往還對脾臟有影響，例如出現脾臟缺失或者出現兩個脾臟。此外，這項研究也為細胞遷移相關疾病帶來了新的啟示。