我校模式动物研究所杨中州教授课题组在心脏早期发育调节机制方面的研究成果“Akt1 signaling coordinates BMP signaling and β-catenin activity to regulate second heart field progenitor development”于2015年02月15号发表在国际学术杂志Development。我校博士生罗文为该论文的第一作者,杨中州教授为该论文的通讯作者。
第二心场祖细胞作为早期心脏发育的重要来源,表现出增殖活跃与分化延迟的特征,而这一过程受到多条信号通路与特定转录因子的调节,包括BMP, WNT,FGF信号等,而对于已知的参与调控祖细胞稳态的PTEN/AKT信号通路是否同样参与调节心脏祖细胞的发育以及早期心脏的形态与功能尚不清楚。
研究发现,第二心场特异性敲除Pten基因会上调Akt激酶活性并异常活化PTEN/AKT信号通路,该通路的改变会导致第二心场来源的右心室和流出道的发育异常,并最终导致大部分小鼠胚胎期死亡。而敲除Akt1能够挽救Pten基因敲除小鼠的表型和死亡。进一步的机制探究发现PTEN/AKT信号通路一方面通过FOXO来调节BMP信号通路的活性,另一方面通过稳定WNT信号通路的重要调节因子Beta-catenin来控制早期心脏的发育过程。
该研究首次在体内遗传学水平上验证了PTEN/AKT信号通路在调节心脏祖细胞发育中的作用,同时也阐述了多条信号通路之间的相互作用对于早期心脏发育中的重要意义,对理解心脏发育缺陷提供了新的思路。
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)
第二心场剔除Pten小鼠导致右心室和流出道发育异常