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视黄酸对心脏发育影响的机制
维生素A是指含有β-白芷酮环的多烯基结构、并具有视黄醇(retino1)生物活性的一大类物质.视黄酸(retinoic acid,RA)是具有该生物活性的体内维生素A的重要代谢产物.大量研究证实,胚胎RA合成为心脏正常形态形成所必须,过量RA亦可干扰胚胎发育,引起心脏发育畸形.心脏发育中涉及许多转录因子,在时间和空间上调控着心脏发育基因的正确表达.RA有可能通过对这些转录因子的作用而对心脏发育产生影响.先天性心脏病(congenital heart disease,CHD,简称"先心病")是影响儿童青少年健康的主要疾病之一,研究其发病机制对于该病的防治具有重要的意义.本文拟就RA对心脏发育的影响机制进行综述.
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碱性螺旋-环-螺旋转录因子和肌肉增强因子调节心脏发育基因心钠素
目的探讨碱性螺旋-环-螺旋转录因子(dHAND)和肌肉增强因子(MEF2C)调控心脏特异基因心钠素(ANP)表达及其分子机制.方法用脂质体转染HeLa细胞和H9c2细胞,48 h后测荧光素酶活性.结果复合转染pcDNA3+dHAND、+MEF2C+ANP的HeLa细胞提取物荧光素酶活性大约是复合转染pcDNA3+ANP的HeLa细胞提取物荧光素酶活性的13倍,差异有显著性(P<0.05),在H9c2细胞中复合转染dHAND与MEF2C可使ANP基因启动子的转录活性提高7倍.结论在HeLa和H9c2细胞中dHAND与MEF2C能协同激活ANP基因的转录.
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全反视黄酸调节心脏特异转录因子蛋白表达及其机制
目的探讨全反视黄酸(atRA)对心脏特异转录因子(dHAND)蛋白表达的调节作用和分子机制. 方法用atRA处理H9c2细胞,然后用Western blot分析和免疫组化方法来检测dHAND表达. 结果在H9c2细胞中,atRA可抑制dHAND蛋白表达,这一抑制作用具有时间和剂量依赖性.Western blot分析和免疫组化检测均证实,5μmol/L的atRA处理H9c2细胞2 h可以显著降低dHAND和ET-1蛋白的表达.用BQ-123阻断ET-1/ETAR信号通路后,dHAND表达上调. 结论在H9c2细胞中,atRA通过ET-1/ETAR信号传导通路来抑制dHAND表达.
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Wnt/β-catenin信号传导通路与早期胚胎心脏发育的关系
Wnt/β-catenin信号传导通路是调控细胞增殖、运动、分化的关键途径,在胚胎发育方面起重要作用.研究者发现Wnt信号通路是早期刺激心脏发生的重要调节因素,与早期胚胎的心脏形态发生有密切联系.本文就目前Wnt信号通路与早期胚胎心脏发育的研究进展进行综述.
关键词: Wnt/β-catenin信号传导 早期胚胎 心脏发育 -
心脏发育过程中常见的相关基因与先天性心脏病
人体心脏发育是一个复杂的过程,包括细胞决定、迁移和分化、心管的形成、环化、房室腔形成等一系列变化.GATA家族基因、NKX家族基因、TBX家族基因、NODAL、NOTCH、WNT、BMP信号通路以及ISLI、ACFCI、DNAH及JAG等基因都与心脏发育密切相关.
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α-SCA、α-SMA和结蛋白与小鼠胚胎心肌发育成熟的关系
目的观察α-横纹肌肌节肌动蛋白(α-SCA)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和中间丝结蛋白在小鼠心脏发育过程中的时空表达特征,以探讨这些蛋白质表达与胚胎及生后小鼠心脏成熟的关系.方法用抗α-SCA、抗α-SMA及抗结蛋白单克隆抗体对胚胎及生后小鼠心脏连续切片进行染色.结果胎龄9 d,心室和流出道α-SCA、α-SMA表达较强,而结蛋白表达较弱.在心房,α-SCA、α-SMA的表达限于背侧壁和腹侧壁,静脉窦仅见少许α-SCA弱阳性细胞.心房和静脉窦则无结蛋白表达.α-SCA、α-SMA和结蛋白的表达于胎龄12 d达高峰.较高水平的α-SCA表达将持续到生后.心脏各部α-SMA和结蛋白表达于胎龄12 d后逐渐下降,但在右心室表达持续时间较长.出生后,结蛋白表达主要集中于明带Z线和闰盘.结论α-SMA和结蛋白在小鼠胚胎心脏表达的时空差异性表明小鼠胚胎心脏不同部位发育成熟的时间有差异,右心室成熟较慢.α-SMA表达可能与早期胚胎心脏的缓慢蠕动收缩有关.肌节的发育成熟需要较高的结蛋白表达.
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长链非编码 RNA 在心肌生理和病理生理功能调控中的作用
长链非编码 RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一组超过200个核苷酸的非编码转录RNA,能与 DNA 或 RNA、miRNA 结合位点和启动子的靶碱基结合,改变基因表达,或者直接调节蛋白功能,参与胚胎发生发育、器官功能稳态维持以及疾病发生发展等多种生理和病理过程。近年多项研究结果表明,lncRNA 不但在生理性心脏发生发育、心脏各类型细胞分化和转化过程发挥重要作用,而且在心脏疾病,如心肌肥厚、心力衰竭、心肌梗死和心脏缺血再灌注损伤等病理性疾病中,表达谱发生动态改变。
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生长激素对大鼠血糖代谢的影响
人生长激素(human growth hormone,hGH)主要参与躯体的调节,同时对于肌肉体积、力量、身体成分的维持以及营养代谢的调节起着重要的调控作用[1].此外亦参与心脏发育及心肌肥厚方面的调节.因此,Cittadini等[2]报道将GH用于充血性心衰的研究,其强心作用的独特性之一是可以通过抑制细胞凋亡,增加心室壁的厚度来改善充血性心衰,特别是扩张型心肌病所致的充血性心衰的心功能.但生长激素对糖代谢的影响一直是备受关注的问题,本实验通过研究外源性生长激素对大鼠血糖、胰岛素水平的影响及其可能机制,来探讨生长激素应用的可行性和安全性.
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高原环境中妊娠期母体缺氧与胎羊先天性心脏病理损伤相关性分析的实验研究
目的 探索母体绵羊妊娠期缺氧对胎羊心血管发育的影响及与心脏病理损伤的相关性.方法 应用高原人工实验舱建立不同程度的妊娠期绵羊缺氧模型,分为平原对照组(LAC)、轻度低氧暴露组(MHE)和重度低氧暴露组(SHE).应用超声检测胎羊的心血管发育情况,苏木素-伊红(HE)染色法及扫描电子显微镜检测评估胎羊心脏病理结构改变情况.结果 超声检查未发现各组动物关键的心血管结构畸形存在.心脏组织样本HE染色及扫描电镜检测显示,MHE和SHE与LAC相比,实验动物的心脏组织出现了不同程度的细胞组织水肿,且线粒体分布异常.结论 本实验初步证实高原环境下,母体妊娠期缺氧能够干扰胚胎的心血管系统生长发育,导致出生后心脏组织病理学结果发生异常.
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1例先天性心脏病合并肺炎的护理
先天性心脏病主要由于胎儿时期,心脏发育的障碍所引起的.室间隔缺损大多数单独存在,但亦可合并其他心血管畸形,根据北京儿童医院及上海医科大学儿科医院调查,室缺在先天性心血管畸形的发病率中占第1位,未经治疗的各种先天性心脏病患儿约60%于1岁内死亡[1].
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microRNAs与心血管疾病的研究进展
miRNAs是一类长约19~23个核苷酸、单链、非编码蛋白的小分子RNA,起到对基因表达的负调控作用。研究发现, miRNAs能够特异性地结合靶基因mRNA的3′-非翻译区(un-translated region,UTR),抑制靶基因mRNA的翻译或促进其降解,从而起到在转录后水平的调节作用[1]。1993年,Lee等[2]研究者在秀丽新小杆线虫(Caenorhabditis elegan)中发现了调控胚胎后期发育的基因lin-4,这是第一个报道的miRNA,迄今为止已在多个物种包括动物、植物和病毒中,已经发现并鉴别出上万个miRNA,其中包括约2000条人类miRNA,生物信息学预测miRNA有可能调控着约1/3的人类基因[3-4]。miRNA靶基因的相关预测和研究尚在起步阶段,目前只有小部分miRNA的靶基因及功能得到了初步阐述。这些研究揭示了miRNA具有基因表达调节器作用,在胚胎发育、细胞分化、癌症发生等多个生物学过程中起到重要作用[5-6],尤其在心血管系统发育及其疾病中起着重要的调节作用[7]。因此,对miRNA功能的深入探讨已成为当今心血管疾病研究领域的热点。本文就miRNAs在心脏发育及心脏疾病病理过程中的调控机制,目前的miRNAs的研究策略以及miRNA作为心脏疾病诊断标记物和药物治疗靶点的可能性作一综述(图1)。
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心脏瓣膜结构及其功能对心脏发育和心脏疾病的影响
发育成熟的心脏瓣膜是由一层内皮细胞包裹的高度有序的细胞外基质和瓣膜间质细胞组成。心脏瓣膜的细胞外基质根据对瓣叶和支撑结构的不同生物学性能可以分为三类:富弹性蛋白层、富粘蛋白层和富胶原蛋白层。信号转导通路在原始瓣膜形成及瓣膜结构功能的持续维持上起着至关重要的作用。动物模型为研究瓣膜发育及其相关疾病过程提供了很重要的支持。瓣膜疾病是一个具有重要意义的公共卫生健康问题,越来越多的证据显示畸形发育是其发病机制的一个基础。未来需要更多更深层次的研究来探索调节瓣膜发育各个机制途径的相互作用,从而为新的疗法的诞生奠定基础。
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第二心脏发育区在心脏发育中的研究进展
先天性心脏病( congenital heart disease ,CHD)是指胎儿时期心血管系统发育异常对心功能产生了实际或潜在影响的先天畸形,CHD是常见的出生缺陷之一,在活产婴儿中的发病率约为0.6%~0.8%[1]。第二心脏发育区(second heart field,SHF)前体细胞在心脏螺旋成型过程中加入线性心管,参与心脏的右心室和心脏流出道的形成。该细胞异常发育将导致CHD形成。本文就近年来发现参与调节SHF心脏前体细胞发育的信号通路和转录因子作一系统综述。
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长链非编码RNAs在心血管疾病中的研究进展
长链非编码RNAs (long noncoding RNAs,lncRNAs)是一类长度大于200个核苷酸,不具有蛋白质编码功能的RNA,过去被视为转录的噪音,但近年的研究表明,它们在基因表达的调控中发挥重要作用.LncRNAs能在表观遗传、转录以及转录后水平多个层面发挥作用.本文概述了lncRNAs的分类及分子作用,并综述了其在心血管疾病中的研究进展.
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心脏特异转录因子及其对心脏发育和心脏基因的调控
器官的形成需要器官特异细胞的定向分化及形态发育,这些都在特异基因的调控下完成.特异基因的表达由转录因子调控.心脏特异转录因子主要在心肌细胞表达,调节心脏特异基因表达,决定组织特异性,在心脏发育过程中起到了关键的作用.这些基因的突变会导致先天性心脏缺陷.我们感兴趣的是,这些转录因子以及它们所调控的心脏基因,在心脏发育中扮演了什么样的角色,这些基因的突变会有什么样的后果.本文主要综述了目前已经发现的一些转录因子在脊椎动物,尤其是小鼠和人类心脏发育的作用以及它们调控心脏基因表达的方式.
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Alk3信号途径与心脏发育
骨形态形成蛋白受体IA(Receptor IA of bone morphogenetic protein,BMPR1 A)又名ALK3.近年来,通过大量的实验方法包括基因敲除和转基因方法发现ALK3及其信号途径在心肌细胞分化和心脏发育过程中扮演重要的角色.本文就近年来研究发现ALK3信号传递途径与心脏发育的关系作一简要综述.
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Cx43、同型半胱氨酸与先天性心脏病
先天性心脏病是常见的新生儿先天性畸形.心脏发育涉及一系列细胞增殖、迁移、分化和形态发生相关的因子的作用.间隙连接蛋白43是哺乳动物心脏中主要的连接蛋白,对心脏发育有重要作用.高同型半胱氨酸血症是一个独立的发育潜在致畸因子,能诱发先天性心脏病.研究发现Cx43基因缺陷及高同型半胱氨酸血症与其发生密切相关.
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MicroRNA对心脏疾病机制的调控作用及其临床应用
MicroRNAs是真核生物中长度约为22个核苷酸的参与基因转录后水平调控的一类非编码小分子RNA.研究发现MicroRNAs可以调控分化、增值、发育、凋亡、代谢和再生等等生命现象,它是迄今为止重要的心血管生理功能调控分子.随着对MicroRNAs认识的逐渐深入,人们发现了MicroRNAs对心脏疾病发生的机制有重要的调控作用,并为心脏疾病的诊疗提供了新思路.
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利用CRISPR /CAS9基因敲除技术研究FBLN7对小鼠心脏发育过程的影响
目的 研究纤连蛋白7(fibulin7,fbln7)在小鼠心脏发育中的作用机制.方法 使用crispr/cas9基因敲除技术构建fbln7系统敲除小鼠,通过HE染色对E14.5天的敲除小鼠与野生小鼠进行形态学分析,监测出生后存活状况,并采用qPCR检测敲除小鼠与野生小鼠若干目的基因的表达差异.结果 fbln7敲除小鼠未表现出心脏发育及个体发育的异常表型,后代的出生率及生存曲线无异常并且fbln家族其他基因表达水平也没有显著变化.结论 fbln7对于小鼠心脏发育的作用可能是冗余的或者有其他基因能够替代其在发育过程中的作用.
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Wnt-3a对Connexin43及相关基因的表达调控
目的 探讨信号分子Wnt3a蛋白对缝隙连接蛋白43(connexin43)的表达调控作用,以期揭示Wnt3a与connexin43在心脏发育过程中的特定联系与作用.方法 以本室自行构建pCD-NA3.1/wnt-3a真核表达载体转染大鼠心肌细胞系H9c2,在细胞水平通过RT-PCR及Western-blot实验方法研究Wnt-3a对其中Cx43表达及心脏发育相关基因的影响.结果 经转染wnt-3a后,H9c2细胞系中connexin43的表达明显上调,同时与心脏发育相关的GATA4,Nkx2.5基因表达也明显上调.结论 Wnt3a信号通路对connexin43表达存在影响;并可能对心脏发育存在调控作用.
关键词: Wnt-3a Connexin43基因 心脏发育