2014年5月19日，国际学术期刊《The American Journal of Pathology》杂志发表了我校模式动物研究所杨中州课题组与陈炯课题组的合作研究成果“A Cardiomyocyte-Specific Wdr1 Knockout Demonstrates Essential Functional Roles for Actin Disassembly during Myocardial Growth and Maintenance in Mice”。该论文主要阐述了哺乳动物细肌丝解聚因子WDR1所介导的肌动蛋白解聚在小鼠出生后生长发育阶段以及成年阶段的作用，是首次在脊椎动物肌肉中对Wdr1进行详尽的遗传学分析，探索Wdr1在哺乳动物心肌细胞中的功能，揭示ADF/cofilin及Wdr1介导的肌动蛋白动力学（actin dynamics）对肌纤维形成及维持过程中的作用。博士研究生袁白银和万萍为该论文的共同第一作者，通讯作者为我校模式动物研究所陈炯教授和杨中州教授。

肌动蛋白动力学在肌肉的发育和功能方面发挥着至关重要的作用，引起肌动蛋白动力学失调的基因突变会引起各种与肌肉相关的疾病。作为肌动蛋白解聚因子ADF/cofilin的主要辅助因子，WDR1/AIP1 (actin-interacting protein 1)能够促进ADF/cofilin 所介导的对actin的解聚作用，WDR1的功能在真核生物中是高度保守的。有文章报道在人类中，cofilin的突变会引起杆状体肌病（nemaline myopathy），而关于WDR1在肌肉中作用的遗传学证据目前仅来自对线虫的研究，缺失或突变WDR1会导致线虫body wall muscle肌纤维结构的紊乱，WDR1在脊椎动物肌肉中的功能目前还没有被报道。

在本项研究中，我校模式动物研究所博士生袁白银，万萍等人在出生后小鼠心肌细胞及成年小鼠心肌细胞中将WDR1的编码基因Wdr1进行特异性的敲除。研究发现在出生后小鼠心肌细胞中敲除Wdr1会导致心肌肥大，心脏收缩功能下降以及心脏电活动的异常；Wdr1敲除的小鼠从出生后第13天开始猝死。进一步的研究发现，从出生后第10天开始，Wdr1敲除小鼠的心肌细胞肌小节结构受到严重的破坏并伴随有F-actin (filamental actin)的堆积，在F-actin堆积的肌纤维处，肌小节的一些结构蛋白比如a-actinin,Tmod1的分布紊乱，这些表型在出生后第12天的小鼠心脏中更加明显。体外实验进一步验证了哺乳动物WDR1和cofilin在肌肉肌动蛋白动力学中发挥的作用，研究还发现cofilin在F-actin堆积的肌纤维处富集。这些结果表明WDR1介导的对actin的解聚功能在小鼠心脏生长过程中发挥着必不可少的作用。在成年小鼠心脏中敲除Wdr1会产生类似但相对比较温和的表型，这提示着成年心肌细胞需要比幼年心肌细胞相对较少的actin的解聚功能来维持心肌细胞的功能。

此项研究获得国家科技部和国家自然科学基金委经费资助。（模式动物研究所）