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心脏发育是一个复杂的过程,它受到一系列信号通路的严格调控。在此过程中,转化生长因子-β(TGF-β)信号通路在心脏发育中扮演着重要角色。BMP2(Bone Morphogenetic Protein 2)是TGF-β超家族中的一员,也是BMPs家族成员中研究得较为广泛的一个基因,在胚胎早期发育过程中有重要的调控作用。本研究以斑马鱼为模式动物,研究BMP2基因在斑马鱼心脏发育过程中的作用。生物信息学分析结果表明,BMP2蛋白在不同物种间的进化是保守的。我们首先分析了BMP2在斑马鱼中的时空表达模式,半定量PCR结果显示,BMP2在斑马鱼早期发育不同阶段及成年斑马鱼不同的组织器官中均有表达,主要在胚胎发育的4h-12h表达较高,在脑、心脏、肝脏、鳃、鳍和生殖器官中也有表达。整体胚胎原位杂交实验也确定了斑马鱼BMP2基因在胚胎发育的表达模式。通过morpholinos反义核苷酸敲减技术研究抑制了BMP2基因的表达后对斑马鱼心脏发育产生的影响。MO下调BMP2基因的表达后,斑马鱼的心脏发育显示不同程度的异常表型,主要表现为:心脏不能正常环化、心包囊肿、微弱的血液循环、血液滞留、心跳减缓,部分畸形严重的在5天内死亡。我们还发现MO下调BMP2基因的表达后,斑马鱼的死亡率和畸形率明显高于对照组。把BMP2 MO和BMP2mRNA共注射进行拯救实验,实验结果显示共注射的斑马鱼死亡率和畸形率都明显下降,表明BMP2基因的mRNA能够拯救morpholino反义寡核苷酸敲低BMP2基因表达所产生的异常。另外,通过对斑马鱼心脏标记基因SMAD4、NKX2.5、CMLC2、MEF2C、TBX5、GATA4和HAND2进行QRT-PCR分析,结果显示MO抑制BMP2基因表达的胚胎中,标记基因SMAD4、NKX2.5、CMLC2、MEF2C、TBX5、GATA4和HAND2的表达均受到不同程度的影响。这些结果表明斑马鱼BMP2基因通过调控心脏发育相关转录因子来影响心脏发育。但BMP2具体是通过什么途径影响斑马鱼的心脏发育,还需要更多的研究去阐明。