视黄酸缺乏对斑马鱼胚胎心脏发育的影响

摘要

目的采用化学遗传学和基因knock-down两种方法建立视黄酸缺乏的斑马鱼模型，探讨视黄酸缺乏对胚胎心脏发育的影响。方法在斑马鱼胚胎孵育的5hpf，用视黄醛脱氢酶2(raldh2)抑制剂——_DEAB处理斑马鱼胚胎，并通过外源性视黄酸干预，观察其对DEAB的拮抗作用。通过显微注射吗啡啉修饰的反义寡核苷酸(MO)knock-down raldh2基因，阻断视黄酸合成，并构建raldh2-EGFP重组质粒，验证raldh2-MO的效率。动态观察DEAB处理组和raldh2-MO组胚胎心脏表型、心率及心室收缩分数变化。通过胚胎整体原位杂交实验，分析视黄酸缺乏对心脏特异标记vmhc、amhc及nppa基因表达的影响。结果DEAB处理和raldh2-MO注射均能有效特异地抑制视黄酸合成，两组胚胎出现一致的异常表型。视黄酸缺乏后，斑马鱼胚胎心脏发育异常，出现心包腔水肿、部分心脏呈线性管状、无向右环化或环化不完全、心房心室发育异常、房室管血液返流、血流缓慢异常表型，心脏搏动节律规则，但心室率下降，心室收缩乏力，胚胎心室率和心室收缩分数与野生型胚胎相比差异均有统计学意义，P<0.05。视黄酸缺乏的胚胎心脏amhc表达范围缩小，vhmc表达细胞范围扩大，nppa在心室部位表达明显，而在心房部位表达降低甚至无表达。结论通过外源性DEAB处理和raldh2-MO显微注射两种方法成功构建视黄酸缺乏的斑马鱼胚胎模型。视黄酸缺乏影响了胚胎心房心室分化、心管环化、瓣膜发育以及心肌收缩等心脏发育的多个重要环节，并导致胚胎心肌收缩力降低、心脏功能受损。视黄酸缺乏改变心脏特异基因的表达，干扰正常的房室分化。