BMP4在小鼠神经管畸形发生中的作用研究

【摘要】： 目的应用全反式维甲酸(all-trans-retinoic acid,ATRA)诱导建立小鼠神经管畸形(neuraltube defects,NTDs)动物模型,研究骨形成蛋白4(Bone morphogenetic protein 4,BMP4)与受体的相互作用关系及其介导的信号通路对NTDs发生发展的影响,探讨BMP4在ATRA致NTDs中的可能作用机制。 方法选取健康成熟昆明种小鼠,通过孕7.25-7.5天(E7.25-7.5d)时一次性胃饲50mg/kgATRA诱导建立NTDs动物模型,肉眼及解剖显微镜下观察胎鼠畸形情况;通过半定量RT-PCR技术及原位杂交方法,检测BMP4及其受体BMPRⅠA、BMPRⅠB、BMPRⅡ各基因在神经管闭合过程不同阶段的表达情况;应用Western-blot方法对BMPs通路中的关键信号分子进行检测,并对其进行综合分析。 结果 1.过量ATRA具有明显的胚胎致畸性,可致孕鼠子宫明显充血淤血,造成无脑、脊柱裂等NTDs形态表现。 2.BMP4 mRNA在对照组和实验组胚胎神经管组织中的表达均存在时间依赖性,并呈现随时间而逐渐降低的变化,其Ⅰ型受体BMPRIA在实验组胚胎神经管闭合过程中呈现随时间稳步增高的趋势,BMPRIB先增高后大幅降低,Ⅱ型受体BMPRⅡ在整体上表达较稳定,实验组中的表达高于对照组。 3.在神经管闭合关键期,BMP4 mRNA主要表达于背侧神经上皮,且实验组水平高于对照组。BMPs通路的信号分子p-Smad1蛋白表达水平在实验组中高于对照组,而抑制型Smad6蛋白则在实验组中低于对照组。 结论 1.应用外源性ATRA成功诱导建立了昆明种小鼠NTDs动物模型,为研究NTDs发病机制奠定了重要的模型基础。 2.BMP4在胚胎神经管闭合过程中可能具有部分诱导细胞凋亡的活性,其Ⅰ型受体与Ⅱ型受体在ATRA致NTDs中的作用不容忽视,可能为参与NTDs发生的分子调控过程的主要因素。 3.过量ATRA可能使得BMP4mRNA表达上调,并通过影响下游的Smad信号通路而使得神经管背侧细胞凋亡过度,最终导致了NTDs的发生。