连接蛋白43基因敲除小鼠胚胎心脏流出道组织中转录因子的表达及意义

目的 研究连接蛋白43（Cx43）基因敲除小鼠胚胎心脏近端流出道组织中转录因子的改变,从分子水平探讨Cx43基因敲除小鼠胚胎心脏近端流出道发育异常的原因。方法 以胎龄13．5d和14．5d的Cx43基因敲除、Cx43杂合子和Cx43野生型鼠胚心脏近端流出道部分为研究对象。分别提取总RNA,反转录成cDNA;并在体外转录为cRNA,同时进行生物素标记及片段化;再与Affymetrix 4302．0小鼠全基因组芯片进行杂交。杂交信号经扫描后,应用相关生物信息软件分析基因表达情况。用实时定量逆转录（RT）PCR的方法对基因芯片筛选出的与心脏发育相关的部分转录因子进行验证。结果 与Cx43野生型组相比,Cx43基因敲除组表达差异的基因中,有6个是与心脏发育相关的转录因子。实时定量RT—PCR验证了其中3个基因：Soxll、Foxpl和Tbx20。在胎龄13．5d,Cx43基因敲除鼠胚Sox11、Foxp1的表达量均明显低于Cx43野生型组（4．76±0．19 vs 5．34±0．25,5．08±0．28 vs 5．64±0．15,均P〈0．01）;Tbx20在各组间差异不明显。胎龄14．5d,各基因Sox11、Foxp1以及Tbx20的表达量在基因敲除组均明显低于Cx43野生型组（4．71±0．27 vs 5．00±0．19,5．25±0．31 vs 5．77±0．16,7．05±0．17 vs 7．43±0．25,均P〈0．05）。其变化趋势与基因芯片结果基本一致。结论 心脏特异性的转录因子Foxp1、Sox11和Tbx20等的表达异常可能与Cx43基因敲除小鼠流出道的异常发育有关。     

小鼠叉头框C2基因变异致室间隔缺损

目的:探讨叉头框C2基因在心血管发生和发育中的作用。方法：通过敲除小鼠叉头框C2基因,解析敲除叉头框C2基因小鼠的心脏发育情况。结果：在98只新生鼠中仅有15只纯合子型叉头框C2基因突变鼠;这些纯合子型动物心脏的室间隔有细小的缝隙连通左右心室;原位杂交显示在10.5 d的胚胎心室内膜有Fox C2 mRNA的表达。结论：敲除叉头框C2基因可使小鼠室间隔发育缺损。     

Bmpr2在Cx43基因敲除胎鼠心脏近端流出道隔心肌化过程中的表达

目的 探讨心脏近端流出道隔心肌化的分子机制及其对胎鼠心脏圆锥动脉干畸形(CTD)的影响.方法 以胎龄11.5～16.5 d的连接蛋白43(Cx43)基因敲除(Cx43KO)纯合型(Cx43-/-)、杂合型(Cx43+/-)和野生型(Cx43+/+)胎鼠胚胎作为研究对象,采用PCR方法鉴定其基因型,免疫组织化学法测定骨形成蛋白Ⅱ型受体(Bmpr2)和α横纹肌肌动蛋白(α-SCA)的表达.结果 Cx43KO鼠胚心脏近端流出道隔心肌化细胞明显减少,尤其以胎龄13.5和14.5 d的Cx43-/-为著.胎龄11.5～13.5 d,Cx43+/+胎鼠心脏的心房、心外膜均有Bmpr2表达,心室肌也有微弱的表达;Cx43+/-和Cx43-/-胎鼠心脏仅心房和心外膜区有Bmpr2的微弱表达.胎龄14.5～16.5 d,Cx43+/+胎鼠心脏的心房、心外膜、心内膜、小梁、心室肌及流出道隔已心肌化区域均有Bmpr2表达,流出道隔未心肌化区域Bmpr2未见表达,与α-SCA表达一致;胎龄14.5 d的Cx43+/-和Cx43-/-胎鼠心脏的心房、心外膜、心内膜、小梁均有Bmpr2表达,而心室肌、流出道膈未见Bmpr2表达;胎龄15.5与16.5 d的Cx43+/-和Cx43-/-胎鼠心脏的心房、心外膜、心内膜、小梁、心室肌及流出道隔已心肌化区域均有Bmpr2表达,而且Bmpr2在流出道膈未心肌化区域部分表达.结论 Cx43KO胎鼠心脏近端流出道隔存在明显心肌化延迟.Bmpr2很可能涉及心外膜和心肌细胞相互作用的分子机制,参与心肌细胞的成熟过程.

Abstract：

Objective To investigate the mechanism of myocardialization of proximal outflow tract septum and its effect on the conotruncal anomaly in mice. Methods The C57/BL6 mice of embryonic day (E) 1 1. 5 - 16. 5 were selected. The phenotypes of connexin 43 ( Cx43 ) homozygotes ( Cx43 -/- ),heterozygotes (Cx43+/-) and wild-types (Cx43+/+) were genetically typed by polymerase chain reaction (PCR). Bone morphogenetic protein receptor 2 (Bmpr2) and α-sarcomeric acti (α-SCA) were detected by immunohistochemistry. Results The expression of α-SCA in the proximal outflow tract (OFT) septum was delayed obviously in Cx43 -/- predominantly at E13.5 and E14. 5. From E11. 5 to E13. 5, the expression of Bmpr2 was detected in cardiac atrium and epicardium of Cx43+/+ fetal heart. And Bmpr2 was slightly expressed in ventricular muscle of Cx43 +/+ fetal heart. And it was expressed slightly only in cardiac atrium and epicardium of Cx43 +/- and Cx43 -/- fetal heart. From E14. 5 to E16. 5, its expression was detected obviously in cardiac atrium, epicardium, endocardium, trabeculum, ventricular muscle and OFT septum of Cx43 +/+ fetal heart. At E14. 5, its expression was detected obviously in cardiac atrium, epicardium,endocardium and trabeculum of Cx43 +/- and Cx43 -/- fetal heart while none in ventricular muscle and OFT septum. At E15.5 and E16.5, its expression was detected obviously in cardiac atrium, epicardium,endocardium, trabeculum, ventricular muscle and OFT septum of Cx43 +/- and Cx43-/- fetal heart. Its expression was also detected obviously in OFT septum of Cx43 +/- and Cx43 -/- fetal heart with incompleted myocardialization. Conclusion Cx43KO embryonic mice exhibit delayed myocardialization. As compared with the Cx43 +/+, the expression of Bmpr2 in proximal OFT septum was delayed obviously in Cx43 +/- and Cx43 -/- mice. And the expression of Bmpr2 is abnormal in OFT septum of Cx43 +/- and Cx43 -/- fetal heart. Bmpr2 may be involved in the interaction between epicardium and myocardium. It may be a critical mechanism in the maturation process of cardiac muscles.     

Cx43基因在人类及小鼠胎心发育中的时空表达规律

目的　检测Cx4 3在人类和小鼠的胚胎心脏的表达 ,了解该基因在心脏发育过程中的表达规律。方法　选取人类 6～ 18孕周正常胚胎或胎儿心脏 6 3例 ,小鼠孕龄 9 5～ 16 5d胚胎心脏 6 4例 ,采用免疫组化法显示Cx4 3基因在心脏的表达。结果　早期人类胚胎心脏中 ,Cx4 3在心室肌中没有表达 ,心房肌表达微弱 ,原始小梁网中表达很高 ,随着胚胎发育 ,在心房和心室的表达逐渐增强 ,小梁网的表达在胚胎 13～ 14周达到高峰。室间隔的肌部表达量较弱 ,膜部室间隔不表达。房室瓣和大动脉根部管壁Cx4 3没有明显表达。除了在大动脉管壁表达不同 ,小鼠胚胎心脏表达规律与人类基本相同。结论　Cx4 3对于胚胎心脏的发育至关重要。     

Pax-8基因在心脏发育中蛋白表达下调

目的：观察Pax-8基因在ALK3基因敲除小鼠心脏中的蛋白表达情况,探讨Pax-8基因在心脏发育中的作用。方法：基因芯片（microarray）和定量逆转录-聚合酶链反应测定ALK3基因的下游基因,免疫组化法检测13.5 d小鼠胚胎心脏特异性ALK3基因敲除小鼠胚胎中Pax-8蛋白的表达,连续病理切片及HE染色观察刚出生的Pax-8基因敲除小鼠的心脏形态。结果：在心脏特异的ALK3基因敲除小鼠中,转录因子Pax-8基因mRNA的表达水平上被下调7.1倍。免疫组化结果显示：13.5 d小鼠胚胎心脏特异性ALK3基因敲除的纯合子小鼠Pax-8基因在蛋白水平与杂合子相比也明显下调。Pax-8基因敲除小鼠纯合子有明显的室间隔和左心室肥厚,心脏呈球形。结论：Pax-8基因是ALK3基因的下游基因,与心脏发育有密切关系。     

nesprin-1基因在小鼠心脏发育过程中的表达

目的检测小鼠心脏发育过程中nesprin-1基因mRNA和蛋白的表达及亚细胞定位。方法取小鼠胚胎12.5 d(embryo 12.5day,E12.5)、E14.5、E16.5、E18.5以及新生鼠、成年小鼠心脏,应用RT-PCR、Western blot、免疫荧光技术检测胚胎各时间点、新生鼠、成年鼠心脏nesprin-1基因mRNA和蛋白表达及细胞定位。结果在小鼠胚胎E12.5、E14.5、E16.5、E18.5以及新生鼠、成年小鼠心脏组织中,nesprin-1基因mRNA及蛋白均有表达,其表达量随着心脏的发育而逐渐增加,E16.5和E18.5表达最高,成年鼠表达最低。免疫荧光显示,nesprin-1的分布在各个时期均位于核被膜及核周间隙中。结论nesprin-1在小鼠心脏发育过程中表达呈动态变化,在心脏传导系统和心肌细胞发育成熟时期呈高表达,因此推测nesprin-1可能在心脏传导系统和心肌细胞的发育中有重要作用。     

Cx43基因剔除小鼠心脏锥干部的异常发育

目的探讨Cx43基因缺陷小鼠心脏锥干部发育异常。方法选用胚胎（embryonic day,E）11．5d至出生后1dC57／BL6小鼠作为研究对象,根据基因型分为Cx43基因剔除纯合子（Cx43-／-）、杂合子（Cx43＋／-）及野生型（Cx43＋／＋）,采用聚合酶链反应方法鉴定基因型。免疫组化法测定横纹肌肌动蛋白α-SCA、平滑肌肌动蛋白α-SMA、神经嵴细胞的标志物AP-2α的表达;原位杂交方法检测AP-2α mRNA的表达。结果Cx43-/-出生后24h内即死亡。大体解剖见明显的右室流出道圆锥部异常膨隆。HE染色示右心室流出道壁大量异常小梁状组织增生突起,右室流出道腔明显狭窄。Cx43＋／-无明显异常。Cx43-／-近端流出道隔中央区域α-SCA的表达明显滞后。Cx43＋／-与Cx43-／-小鼠右室流出道与Cx43＋／＋比较可见比较强的α-SMA的表达,主要位于右侧锥干部的异常增生部位。Cx43-/-小鼠在E13．5流出道隔AP-2α蛋白及其mRNA水平表达均增多,且表达位置异常。结论Cx43 KO小鼠以右室流出道异常增生引起的梗阻性畸形为主要特征。Cx43 KO小鼠胚胎期近端流出道隔心肌化迟滞。Cx43 KO小鼠锥干部α-SMA的表达不能正常消退,心肌细胞发育不成熟。神经嵴细胞的发育异常可能参与了Cx43基因缺陷小鼠锥干部畸形的发病机制。     

Cx43基因敲除胎鼠心脏近端流出道隔心肌化过程中的关键基因

 目的 研究Cx43基因纯合敲除（Cx43-/-）小鼠胚胎心脏近端流出道组织中基因表达谱的改变,筛选可能导致Cx43-/-小鼠流出道梗阻的关键基因。方法 以胎龄（embryonic day,ED）14.5的Cx43-/-和野生型（Cx43+/+）鼠胚心脏近端流出道部分为研究对象,分别提取总RNA,逆转录成cDNA,并在体外转录为cRNA,同时进行生物素标记及片段化,再与Affymetrix-430 2.0基因芯片进行杂交。杂交信号经扫描后,应用相关生物信息软件分析基因表达情况。结果 与Cx43+/+组相比,Cx43-/-组中表达上调2倍以上的基因共有143个,表达下调2倍以上的基因有235个。其中表达差异的基因参与转录调控、细胞周期、细胞黏附、细胞活动和细胞骨架的信号通路等主要生理过程。进一步筛查表达差异1.5倍以上的基因发现,与圆锥动脉干畸形相关的TGFβ/BMP信号通路上的多个基因以及Ssr1、Ptk2、Bmp6等基因在Cx43-/-组有明显变化。对这些基因进行荧光定量PCR验证,结果与基因芯片一致（P<0.05）。结论 利用基因芯片技术初步筛选出与Cx43-/-鼠胚心脏近端流出道发育有关的多个基因,并经荧光定量PCR验证。其中TGFβ/BMP信号通路上的多个基因以及Ssr1、Ptk2、Bmp6等基因可能与Cx43-/-小鼠流出道梗阻的发生有关。     

Cx43基因异常胎鼠心脏畸形的超声心动图研究

目的 观察Cx43基因异常引起心功能障碍的超声心动图表现。方法 对胎龄为14．5d、15．5d或16．5d的Cx43基因剔除、CMV43和FZ转基因小鼠胚胎，进行多普勒超声心动图检测、心脏形态学检查和基因型测定。结果 cx43基因异常小鼠胚胎主要表现为心室收缩期射血峰值增高(IPSV)或／和舒张期房室瓣口血流频谱呈单峰(MIP)。IPSV增高与肺动脉口狭窄相一致；而舒张期MIP则与右心室肥厚或右心室扩大相符合。结论 超声心动图在小鼠心脏病模型的研究方面具有较高的价值；Cx43异常可导致肺动脉口狭窄和右室舒张功能障碍。     

Jagged1基因敲除小鼠血管内皮发育异常

目的:探讨Jagged1基因敲除小鼠模型中,胚胎血管发育异常和血管重塑严重缺陷。方法:通过基因型鉴定确认纯合子Jagged1基因敲除小鼠(Jag-/-),分析9.5天小鼠胚胎血管发育状态和血管内皮超微结构;分离胚胎内皮细胞培养于I型鼠尾胶中,观察环样结构生成。结果:与正常野生型小鼠相比,纯合子Jagged1基因敲除小鼠血管内皮延伸段薄弱,内皮连接以点状连接为主,存在明显的结构缺陷;分离获得的胚胎内皮细胞鼠尾胶培养时,环样结构生成能力下降。结论:Jagged1基因敲除可导致小鼠血管内皮发育异常,内皮结构的脆弱,成环能力下降,是纯合子基因敲除小鼠胚胎广泛出血现象的发育结构基础。     

风心病慢性房颤心房连接蛋白表达与AERP的相关性研究

目的:通过检测风心病慢性房颤患者左、右心房缝隙连接蛋白Cx40和Cx43表达及相应部位的心房有效不应期(AERP)研究两者之间的相关性,探讨Cx40和Cx43对慢性房颤左、右心房电生理特性的影响. 方法:29例风心病伴或不伴慢性房颤的患者,共分2组:窦性心律组(SR组,n=13),慢性房颤组(CAF组,n=16),另取6例非风心病作为正常对照组.在行二尖瓣置换术时,采用心外膜标测技术测定左、右心房的AERP,并在相应部位切取心房组织,通过Western印迹法检测左、右心房肌Cx40和Cx43的表达,同时对两者行相关性分析. 结果:CAF组患者左、右心房Cx40的表达和AERP较SR组有明显下降(P<0.05),而Cx43无明显变化;左心房后壁Cx40的相对表达量与AERP呈明显正相关(r＝0.762,P<0.01),而Cx43与AERP无明显相关.SR组中,Cx40和Cx43均与AERP无明显相关.结论:在风心病慢性房颤心房中,Cx40表达下调参与慢性房颤的心房重构,并影响心房的电生理特性,提示Cx40的表达对风心病慢性房颤的发生和维持具有重要的作用.     

Downregulation of Rho associated coiled-coil forming protein kinase 1 in the process of delayed myocardialization of cardiac proximal outflow tract septum in connexin 43 knockout mice embryo

Background  The connexin43 knockout (Cx43 KO) mouse dies at birth with an enlarged conotruncal region, which leads to the obstruction of the right outflow tract (OFT). Since myocardialization of the proximal OFT septum is one of the key events during heart development, we investigated the process in the Cx43 KO embryo hearts. Rho associated coiled-coil forming protein kinase 1 (ROCK1), is a recently found key molecule to regulate the myocardialization of OFT, but its spatiotemporal expression pattern during myocardialization remains unknown. The objective of this study was to investigate the differentially expressed pattern of ROCK1 between Cx43 KO and wild type embryo hearts, and its relationship with the delayed myocardialization in Cx43 KO embryo hearts.

Methods  Using immunohistochemistry, the processes of myocardiolization were investigated both in Cx43 KO and wild type embryo hearts. The differentially expressed pattern of ROCK1 between Cx43 KO and wildtype embryo hearts was evaluated both at the mRNA and protein level by real-time RT-PCR and immunohistochemistry.

Results  The expression of α-sarcomeric actin (α-SCA) in the proximal OFT septum of Cx43 KO embryos was delayed. Meanwhile, it was shown that the downregulation of ROCK1 coincided with delayed myocardialization. The expression of ROCK1 protein was mainly limited to the proximal outflow tract septum from embryo day (E) E11.5 to E15.5. Its expression pattern was similar with that of α-SCA. Real-time RT-PCR found that the expression level of Rock-1 mRNA began at a low level on E11.5 and reached peak at E13.5 and E14.5.

Conclusions  ROCK1 may have an important role in the process of myocardialization of the proximal OFT septum. Downregulation of ROCK1 is likely to contribute to the aberrant myocardialization in Cx43 KO embryo hearts.

     

勃起障碍者阴茎海绵体Cx43和nNOS mRNA的表达

目的研究勃起障碍(ED)患者阴茎海绵体连接蛋白43(Cx43)和神经性一氧化氮合酶(nNOS)mRNA的表达,探讨ED的发病机理。方法应用RTPCR方法检测9例器质性ED患者阴茎海绵体标本组织中Cx43、nNOSmRNA的表达,以6例具有正常勃起功能者的海绵体组织作为对照进行比较分析。结果器质性ED患者阴茎海绵体Cx43、nNOSmRNA的表达量明显低于正常对照组(P<0.05)。结论器质性ED的发生与缝隙连接的Cx43mRNA以及nNOSmRNA表达下降有关。     

肾素血管紧张素醛固酮系统拮抗剂对自发性高血压大鼠心肌缝隙连接蛋白Cx43表达的影响

目的 探讨心肌缝隙连接蛋白Cx43在自发性高血压大鼠心肌中的表达以及肾素血管紧张素醛固酮系统(RASS)拮抗剂对其的干预机制。 方法 取8周雄性、体质量约200 g的自发性高血压大鼠(SHR)70只,随机分为高血压组、雷米普利组、替米沙坦组、依普利酮组、雷米普利+替米沙坦组、雷米普利+依普利酮组以及替米沙坦+依普利酮组,每组10只,再取同周龄、同体质量Wistar大鼠10只作为对照组。适应性喂养1周后,每天早8点给予灌胃给药,分别于0、4周及8周测量大鼠的尾动脉压,8周后处死动物,取出心脏,测量左心室质量及左心室质量/体质量,石蜡切片观察心肌纤维化程度,RT-PCR和Western blot观察Cx43的表达。 结果 喂养结束时,SHR组血压高于Wistar组(P<0.01),给予RAAS拮抗剂干预后,血压下降(P均<0.05),替米沙坦+依普利酮组血压下降最明显(P<0.01);替米沙坦+依普利酮组大鼠的左心室质量、左心室质量/体质量、心肌纤维化程度及血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)下降也最明显(P<0.01);SHR组Cx43表达低于Wistar组(P<0.01),给予RAAS拮抗剂干预后,Cx43表达升高(均P<0.05),升高幅度仍以替米沙坦+依普利酮组最为明显(P<0.01)。 结论 高血压大鼠心肌缝隙连接蛋白Cx43表达降低,RAAS拮抗剂可以升高Cx43的表达,其中以替米沙坦与依普利酮联合效果最明显。     

胃癌和癌前病变患者Cx32,Cx43表达与幽门螺杆菌感染的相关性

目的 探讨胃癌和癌前病变患者Cx32,Cx43表达改变与幽门螺杆菌(Hp)感染的关系.方法 采用前瞻性成组设计方法将33例慢性浅表性胃炎(CSG)、88例癌前病变、70例胃癌患者,用快速尿素酶试验、碱性品红染色和14C尿素呼气试验检测Hp感染,PCR法检测Hp细胞毒相关蛋白A(CagA)基因,组织免疫化学链霉亲和素-生物素-过氧化物酶复合物(SABC)法检测胃黏膜Cx32,Cx43表达.结果 胃癌组Cx32、Cx43阳性表达率分别为15.7%与32.9%,癌前病变组分别为51.1%与54.5%,均低于CSG组(100.0%vs 93.9%,均P＜0.05).胃癌患者Hp感染组Cx32阳性表达率为16.7%,与无Hp感染组(13.6%)比较差异无统计学意义;Cx43阳性表达率低于无Hp感染组(25%vs 50%,P=0.039).癌前病变患者Hp感染组Cx32、Cx43阳性表达率和表达强度均低于无Hp感染组(均P＜0.05).Hp感染胃癌患者CagA+组Cx32阳性表达率与cagA-组比较差异无统计学意义(12.8%vs33.3%,P=0.159);Cx43阳性表达率低于Caga-组(17.9%vs 55.6%,P=0.027).Hp感染CSG患者CagA+组与CagA-组Cx32、Cx43阳性表达率均为100.0%,但CagA+组Cx43表达强度低于CagA-组(P=0.032).58例Hp感染癌前病变患者抗Hp治疗后48例Hp根除者Cx32、Cx43阳性表达率和表达强度均高于治疗前(均P＜0.05),而Hp未根除者与治疗前比较差异无统计学意义.结论 胃癌和癌前病变Cx32,Cx43表达降低,其中Cx43表达降低与Hp感染,特别是与Caga+Hp感染有关,Hp根除可上调癌前病变患者Cx32,Cx43表达.