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Nature:通过斑马鱼了解胚胎血的形成机制

标签: 斑马鱼 胚胎血
摘要 : 研究人员在跟踪突变斑马鱼胚胎的贫血症起因过程中,发现了一种引导某些血细胞形成的蛋白。 这项研究由Howard Hughes 医学研究所的Leonard I. Zon和Alan J. Davidson 领导,发表在9月18日期的《自然》杂志上。Zon 和 Davidson 与Dana-Farber癌症研究所、Whitehead生物医学研究所和德国Max Planck发育生物学研究所以及罗切斯特大学的研究人员进行了合作。
研究人员在跟踪突变斑马鱼胚胎的贫血症起因过程中,发现了一种引导某些血细胞形成的蛋白。 这项研究由Howard Hughes 医学研究所的Leonard I. Zon和Alan J. Davidson 领导,发表在9月18日期的《自然》杂志上。Zon 和 Davidson 与Dana-Farber癌症研究所、Whitehead生物医学研究所和德国Max Planck发育生物学研究所以及罗切斯特大学的研究人员进行了合作。 最初,研究人员发现一种叫做kugelig (kgg)的突变斑马鱼胚胎除尾部发育畸形外,还产生一种致命的贫血症。 “评估了kgg突变体的造血干细胞后,我们意识到这个突变似乎影响了血细胞产生的遗传程序。”Zon说。“血管形成的遗传程序看上去完全正常,但好像还存在一些特异之处使我们想要进一步探查这个突变体。” 研究人员将kgg突变斑马鱼的遗传缺陷追溯到一个叫做cdx4的基因。这个基因是“尾部”基因家族的一员,其它研究人员已经证明该该基因是控制发育的hox基因家族的调控基因。hox基因已知控制着动物身体的形状,但没有人想到尾部基因与hox基因的组合也有调控干细胞、尤其是血液干细胞的作用 当研究人员除去正常斑马鱼中的cdx4基因时,他们观察到kgg突变体中同样的缺陷。相反,将正常cdx4 基因导入kgg 突变斑马鱼中也能弥补这个缺陷。 为查明cdx4基因是否控制着hox 基因,研究人员令突变斑马鱼过量表达Hox基因家族的各个成员。研究人员发现只有特定一些hox基因能恢复kgg突变斑马鱼的血液形成功能。 “因此,似乎是特定的hox基因在调控血细胞,而其它hox基因则不那么重要。”Zon说。“通过这些实验,我们可以明确的下结论,cdx4控制着一些hox 基因,它调节着血液的发育。” 在明确cdx4调控功能的进一步研究中,研究人员令正常斑马鱼过量表达cdx4。“我们发现,胚胎的中部,也就是正常情况下不含血细胞的中胚,转化成了血细胞。”Zon说。“因此,我们证明过量表达的cdx4 改变了hox基因的表达,也改变了中胚的命运。”他说。 “这真是出人意料,因为多年来,我们一直在寻找能改变胚胎中部发育为血液的调控因子,但一直没有找到。”他说。 为将这一发现延伸到哺乳动物,研究人员研究了小鼠胚胎造血干细胞中的Cdx4/Hox 机制。他们发现小鼠胚胎干细胞中中过量表达的Cdx4不仅改变了小鼠Hox 基因的表达,还引起造血祖细胞数目的明显增多。 Zon认为,研究小组的这些发现不仅增加了对胚胎血液形成机制的了解,还将有助于揭示造血机制在人类的白血病中发生了什么故障。 “我们知道人类也有cdx4基因版本,也就是CDX2。当CDX2与一个叫做TEL融合时就会导致白血病。”Zon说。他和他的同事相信,这种融合破坏了细胞的正常HOX调控功能,将细胞转化为白血病细胞。同样,与白血病有关的MLL基因可能也与cdx4/hox信号传导机制有关。 “因此,我们相信存在一个由MLL、CDX融合甚至HOX融合导致的白血病亚型。”Zon说。“现在,有了这个斑马鱼系统,我们可以真正开始了解特定hox 和 cdx 基因在正常的血液发育中所起的作用。” 作者:网友 点击:
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