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心脏的不对称发育之路
点击次数：249 发布时间：2013-5-31
心脏的不对称发育之路
从外表来看，我们的机体几乎是*对称的。然而实际上，包括心脏在内的大多数内脏器官都是不对称的。心脏的右侧负责肺循环（pulmonary circulation），而左侧负责供应机体的其他部分，这种不对称性使心脏得以有效工作。
德国MDC分子医学中心的研究人员Dr. Justus Veerkamp和Dr. Salim Seyfried对斑马鱼胚胎进行了研究，揭示了心脏左右两侧的差异性发育机制，文章发表在Cell旗下的Developmental Cell杂志上。
在心脏的不对称发育中，Nodal和Bmp的信号传导很重要。不过，此前人们并不清楚这些通路是如何塑造心脏不对称性的。研究人员在活体斑马鱼胚胎中，观察了心脏前体细胞的迁移。由于斑马鱼胚胎是透明的，人们可以通过显微镜对单个细胞进行观察。
研究显示，在心脏发育的早期阶段，Nodal蛋白在左侧合成并触发了一系列信号级联，使这一侧的心脏前体细胞迁移得更快。研究人员指出，心脏两侧细胞的运动能力差异，足以引起心脏组织的定向迁移，形成心脏的不对称性。
此前，科学家们曾认为是Bmp蛋白触发了心脏左侧的细胞迁移，并由此推测该蛋白在左侧应当非常活跃。但研究人员对Bmp蛋白进行分析，却发现事实并非如此。
研究人员指出，Bmp的作用实际上是降低心脏细胞的运动能力。而Nodal蛋白能够通过激活Has2酶来进行调控，限制Bmp在心脏左侧的活性。研究显示，Bmp的信号减少，会使左侧的非肌肉肌球蛋白II（nonmuscle myosin II）表达降低，细胞运动性增加。由此，心脏左侧的细胞更快迁移，并zui终形成有功能的不对称心脏。
随后，研究人员对实验进行了调整，使上述信号级联中的蛋白分别以较高或较低的水平表达。在这种情况下，心脏细胞的运动能力发生了微妙的改变，zui终导致心脏发育畸形，包括心脏*对称和心脏横向倒转等等。
斑马鱼胚胎的这些心脏畸形，有些也会出现在人体中。而且不对称发育相关的疾病，往往还对脾脏有影响，例如出现脾脏缺失或者出现两个脾脏。此外，这项研究也为细胞迁移相关疾病带来了新的启示。