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目的:研究弓动脉是如何从动脉囊发出并形成独立的左右弓动脉以及探讨Isl-1阳性咽间充质细胞分区及其在动脉囊分隔和重建中的作用。
方法:
我们应用免疫组织化学,免疫荧光,及三维重建的方法,通过小鼠胚胎心脏连续切片系统研究了孕后9-12.5天胚胎小鼠弓动脉的发育,以及在人胚标本上做了验证性实验。免疫组织化学中我们用到的抗体有羊多克隆抗体Isl-1(标记第二生心区细胞),Nkx2.5(标记第二生心区细胞和心肌细胞),AP2α(标记正在迁移中的神经嵴细胞),SMA(α-平滑肌肌动蛋白),FOXA2(标记内胚层来源的细胞),CRABP1(神经嵴细胞的一种标记蛋白),Tbx3(可调控第二生心区的增殖)。
结果:
结果显示Isl-1阳性咽前间充质突从动脉囊背侧壁向腹侧延伸并与动脉囊的两侧壁融合,动脉囊被分隔成左右两部分,将弓动脉分离出来,形成独立的左右弓动脉。由于胚胎早期发育迅速,在第一和第二弓动脉的近端区域未检测到明显的Isl-1阳性咽间质突起。随着发育的进行,Isl-1阳性咽间质突起向腹侧延伸进入动脉囊腔并与动脉囊壁融合形成正中矢状隔,该隔将动脉囊水平的第三弓动脉近端区域分成左右两部分,并且邻近的动脉囊壁也成为第三弓动脉壁的一部分。以此种方式,在动脉囊水平处分离第四和第六弓动脉的近端区域,动脉囊腔被分开,动脉囊壁成为弓动脉壁的一部分,与此同时,动脉囊从颈部向尾端移动。在动脉囊水平分离第六弓动脉近端区域后,动脉囊向心包腔内移位并被继续分隔。楔形心包内突出物从主动脉囊的背壁生长并最终长出主肺动脉隔,将动脉囊分成升主动脉和肺动脉干。此时,动脉囊的分隔才算完成。动脉囊被分隔的过程也是动脉囊重建的过程。分隔动脉囊的正中矢状隔与主肺动脉隔有着不同的蛋白表达分布。Isl-1阳性咽间充质突起在主肺动脉隔形成之前分离弓动脉的根部。而Isl-1阴性的主肺动脉隔从动脉囊的背侧间充质壁生长并逐渐获得α-SMA的阳性表达。第六弓动脉近端分隔后,Isl-1阳性咽前间充质突起的尖端与主肺动脉隔融合。咽间充质突出表达为Isl-1+Nkx2.5+,而主肺动脉隔为Isl-1和Nkx2.5阴性,α-SMA逐渐变为阳性。小鼠孕后第11天,动脉囊背侧原始消化管腹侧间充质形成一个锥形的Isl-1阳性区域。此区域被Isl-1,Nkx2.5和Tbx3的表达分成三个亚区。背侧靠近原始消化管的部分显示为Isl1+Tbx3+阳性;腹侧接近动脉囊的部分显示Isl-1+Nkx2.5+双阳性;其余部分只表达Isl-1。
结论:
跟踪弓动脉的发育和动脉囊的分隔,我们认为,动脉囊是从头端向胸腔移动过程中并不断分隔的动态结构。动脉囊的分隔意味着左右弓动脉的独立形成和分离。并且主肺动脉的分隔和弓动脉根部水平动脉囊的分隔为两种不同的分隔,两种隔的形成具有不同的调控机制。咽中胚层包括多种亚群细胞,Isl-1+Nkx2.5+亚群细胞参与动脉囊的分隔。
方法:
我们应用免疫组织化学,免疫荧光,及三维重建的方法,通过小鼠胚胎心脏连续切片系统研究了孕后9-12.5天胚胎小鼠弓动脉的发育,以及在人胚标本上做了验证性实验。免疫组织化学中我们用到的抗体有羊多克隆抗体Isl-1(标记第二生心区细胞),Nkx2.5(标记第二生心区细胞和心肌细胞),AP2α(标记正在迁移中的神经嵴细胞),SMA(α-平滑肌肌动蛋白),FOXA2(标记内胚层来源的细胞),CRABP1(神经嵴细胞的一种标记蛋白),Tbx3(可调控第二生心区的增殖)。
结果:
结果显示Isl-1阳性咽前间充质突从动脉囊背侧壁向腹侧延伸并与动脉囊的两侧壁融合,动脉囊被分隔成左右两部分,将弓动脉分离出来,形成独立的左右弓动脉。由于胚胎早期发育迅速,在第一和第二弓动脉的近端区域未检测到明显的Isl-1阳性咽间质突起。随着发育的进行,Isl-1阳性咽间质突起向腹侧延伸进入动脉囊腔并与动脉囊壁融合形成正中矢状隔,该隔将动脉囊水平的第三弓动脉近端区域分成左右两部分,并且邻近的动脉囊壁也成为第三弓动脉壁的一部分。以此种方式,在动脉囊水平处分离第四和第六弓动脉的近端区域,动脉囊腔被分开,动脉囊壁成为弓动脉壁的一部分,与此同时,动脉囊从颈部向尾端移动。在动脉囊水平分离第六弓动脉近端区域后,动脉囊向心包腔内移位并被继续分隔。楔形心包内突出物从主动脉囊的背壁生长并最终长出主肺动脉隔,将动脉囊分成升主动脉和肺动脉干。此时,动脉囊的分隔才算完成。动脉囊被分隔的过程也是动脉囊重建的过程。分隔动脉囊的正中矢状隔与主肺动脉隔有着不同的蛋白表达分布。Isl-1阳性咽间充质突起在主肺动脉隔形成之前分离弓动脉的根部。而Isl-1阴性的主肺动脉隔从动脉囊的背侧间充质壁生长并逐渐获得α-SMA的阳性表达。第六弓动脉近端分隔后,Isl-1阳性咽前间充质突起的尖端与主肺动脉隔融合。咽间充质突出表达为Isl-1+Nkx2.5+,而主肺动脉隔为Isl-1和Nkx2.5阴性,α-SMA逐渐变为阳性。小鼠孕后第11天,动脉囊背侧原始消化管腹侧间充质形成一个锥形的Isl-1阳性区域。此区域被Isl-1,Nkx2.5和Tbx3的表达分成三个亚区。背侧靠近原始消化管的部分显示为Isl1+Tbx3+阳性;腹侧接近动脉囊的部分显示Isl-1+Nkx2.5+双阳性;其余部分只表达Isl-1。
结论:
跟踪弓动脉的发育和动脉囊的分隔,我们认为,动脉囊是从头端向胸腔移动过程中并不断分隔的动态结构。动脉囊的分隔意味着左右弓动脉的独立形成和分离。并且主肺动脉的分隔和弓动脉根部水平动脉囊的分隔为两种不同的分隔,两种隔的形成具有不同的调控机制。咽中胚层包括多种亚群细胞,Isl-1+Nkx2.5+亚群细胞参与动脉囊的分隔。