皮层蛋白(Cortactin)是一种微丝肌动蛋白结合蛋白，它与肌动蛋白纤丝的侧面相结合，并直接参与皮层细胞骨架的组建。它又是细胞内Src类酪氨酸蛋白激酶的主要底物之一，代表了一类高度保守的细胞内表层胞质溶胶(皮层区)信号蛋白家族。近几年来，国际上对于细胞运动分子机制的研究取得很大进展，利用组织培养细胞进行的大量的体外实验证明，皮层蛋白很可能直接参于细胞运动的产生过程。然而对这一结论，至今尚无相应的生物活体内的实验证据，其主要原因是：1．大多数成体组织细胞在正常生理条件下观察不到明显的运动；2．由于组织不透明难以进行活体观察。细胞运动是所有后生动物发育过程中都能观察到的一种生命现象，阐明细胞运动机制对于形态发生机制的了解具有重要意义。但是，由于胚胎组织观察的困难和缺乏细胞学方面的研究，发育生物学中对于细胞运动的理解仍停留在形态描述上。尽管一个多世纪以来对于其机制的解释有很多尝试，但一直未取得突破。本文选择斑马鱼胚胎为实验材料，利用蛋白质电泳转印技术(Western Blotting)、整装免疫组化染色方法及激光扫描共聚焦显微观察技术等，研究了皮层蛋白在斑马鱼早期胚胎中的分布图式，并通过显微注射抗皮层蛋白的抗体至斑马鱼受精卵中，初步研究了它在胚胎发育中的功能。 实验表明在斑马鱼未受精卵和受精未裂卵中未观察到皮层蛋白 中科院硕士学位论文 喻丹 皮层蛋白（CORTACTIN）在斑马鱼早期胚胎发育中的分布图式和功能分析 的存在，随着卵裂的发生，皮层蛋白大量出现于胚盘中。在原肠开始 期，皮层蛋白的分布出现不对称性，腹侧染色较弱，随发育进行染色。逐渐消夫。在胚盾附近区域，即未来的胚胎背侧，染色信号较强，皮 层蛋白标志了正在发生汇聚迁移的细胞。在原肠中期后，染色区域沿 胚胎前后轴呈带状分布，最先出现的染色区域宽而短，随着原肠化的 进行，带状的染色区域延伸并逐渐变细，在迁移中，胚盾区域的染色 始终很强。在早期神经胚，神经系统中的前脑原基最先出现染色，并 保持头尾两端处染色最强的图式，随后，染色集中分布在发育中的神 经龙骨中，但近轴中胚层细胞没有染色。 在利用激光扫描共聚焦显微镜进行的皮层蛋白亚细胞定位的观 察中发现，卵裂期，皮层蛋白在整个细胞质中分布，在正在进行胞质 分裂的卵裂沟中染色较强。从中期囊胚转换（Middle Blastua Transition，MBT）开始，皮层蛋白的亚细胞定位集中于细胞的皮层区 域，其余部分细胞质中不再出现染色。在发生汇聚运动的胚盾区域 细胞的皮层区，皮层蛋白染色信号特别强。 在利用抗 Ap3的抗体进行的胚胎整装染色中，激光扫描共聚焦 显微镜观察发现，Arp3在卵裂期没有表达，MBT后，在细胞皮层区检 测到Arp3蛋白的阳性染色，在随后的发育过程中ArP3与皮层蛋白共 分布。 实验表明，显微注射抗皮层蛋白抗体的斑马鱼卵不能进行正常分 裂和发育，表现为胞质不对称分裂，而在发育早期败育。这表明皮层 蛋白除了传统意义上了解的参与细胞主动运动外，还在卵裂期发育事 二且 J 中科院硕士学位论文 喻丹 皮层蛋白（CORTACTIN）在斑马鱼早期胚胎发育中的分布图式和功能分析 件中扮演重要角色。 本文首次在活体实验系统中证实皮层蛋白参与细胞的主动运 动，并发现皮层蛋白还参与发育分化过程，原肠期后，脊索中胚层 细胞保持了皮层蛋白的表达，而近轴中胚层细胞则不再表达皮层蛋 白。此外，皮层蛋白在斑马鱼神经系统发育中具有重要作用，受精 后10．5小时，在早期神经胚的前脑原基发现皮层蛋白表达，这比己 知的最早的前脑标记基因（HNK1）N6）的表达还要早2个小时。 我们还发现，皮层蛋白还在卵裂期胞质分裂过程中扮演重要角色， 而且皮层蛋白在卵裂期胞质分裂过程的作用是不依赖于ArpZ门复合 物。我们用TDICR方法筛选斑马鱼CDNA文库，克隆了斑马鱼Arp3 基因，该基因编码一个418个氨基酸残基构成的蛋白质，序列分析 表明，该蛋白与己知的脊椎动物Arp3蛋白具有很高的同源性。