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干细胞和离子通道

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体积 2012年 |文章的ID 462161年 | https://doi.org/10.1155/2012/462161

沃尔夫冈Rottbauer Mirjam Keßler,史蒂芬, 离子通量的依赖和独立的功能在脊椎动物心脏离子通道:斑马鱼的经验教训”,干细胞国际, 卷。2012年, 文章的ID462161年, 9 页面, 2012年 https://doi.org/10.1155/2012/462161

离子通量的依赖和独立的功能在脊椎动物心脏离子通道:斑马鱼的经验教训

学术编辑器:亚历山大Kleger
收到了 2012年8月19日
接受 2012年10月14日
发表 2012年11月13日

文摘

离子通道编排导演通量离子通过膜和至关重要的各种生理过程包括细胞去极化和复极化的生物力学行为。除了在心脏电生理功能,最近的研究也表明,离子通道特性离子通量独立函数在心脏发育和形态发生。斑马鱼是一种成熟的动物模型来解释心血管遗传学的发展和脊椎动物的疾病。在大规模正向遗传学屏幕,成百上千的突变线隔离在心血管结构和功能缺陷。这些线和识别的详细表现型的致病遗传缺陷显示的新见解离子通量各种心脏离子通道的依赖和独立的功能。

1。介绍

离子通道是保证成孔蛋白质控制和定向离子通过膜的通量。离子运动的时间和空间协调对一系列至关重要的生理过程,包括细胞膜动作电位的产生和传播对肌肉细胞的生物力学活动至关重要。尽管他们行之有效的规范在心脏电生理功能,最近的研究结果表明,离子通道也可能功能离子通量独立函数在心脏发育和形态发生很久以前充当ion-conducting毛孔。例如,有针对性的基因敲除小鼠的心脏钠通道SCN5A由于缺陷cardiogenesis导致胚胎杀伤力。除了预期的电生理改变,心SCN5a-deficient老鼠开发通用发育不全的心室腔的骨小梁减少而心内膜垫房室(AV)运河或动脉干形式通常1]。这些发现表明,常规的离子通道功能是至关重要的不仅对心脏节律的规定,而且cardiogenesis。

而老鼠心脏的研究发展阻碍的在子宫内发展的胚胎,胚胎的高死亡率与心脏缺陷,动物模型如斑马鱼(鲐鱼类)成为一个强大的生物模型来研究心脏发育和功能在过去的几年里。

这种动物模型的优点是体外受精和快速发展。胚胎可以很容易地饲养在水介质和可操纵发展阶段。同时可以观察到他们的器官发生不断,由于他们的光学透明度2]。在斑马鱼胚胎发育的不完全取决于功能心血管系统和循环,因为氧气通过被动扩散分布(3]。这有助于扩展研究严重先天性心血管畸形。此外,几乎完全测序的基因组斑马鱼和高度保守的基因功能相比,人类进一步加强心血管研究斑马鱼的角色(2,4]。大规模发展斑马鱼的遗传屏幕扩展我们的知识遗传网络,调节心脏形态和功能的开发和维护。在这些屏幕编码基因识别各种不同的蛋白质:转录因子,信号分子,以及几个心肌细胞的结构蛋白,包括伸缩装置。

在斑马鱼心脏发展的关键步骤类似于那些在人类和其他哺乳动物。心脏前体细胞的分化需要形成一个心管,最后循环和构建一个心房和心室室隔开一个房室(AV)阀门。在5小时后受精(高通滤波器)心脏祖细胞位于双边在外侧边缘区。在原肠胚形成心脏祖细胞迁移对胚胎中线末前侧板中胚层(图1(a))。细胞继续收敛中线约18高通滤波器(心脏融合;图1(b))和心脏锥(图形式1(c))。浅锥变化从中线转向左边(心脏慢跑)。由21个高通滤波器线性心脏正常蠕动收缩管形式和展品。心内膜细胞内腔的内衬,心肌细胞外围地。心管伸长(心脏的扩展),向右弯曲来创建一个s形形式(心脏循环,1(d))。未来心室和心房成为区分,由36个高通滤波器,显示顺序收缩特征AV延迟。AV运河成为检测和48个高通滤波器心内膜细胞衬这运河心内膜垫(图形式1(e))。渐渐地,72年48高通滤波器和高通滤波器之间,心室成熟,心室壁增厚软骨发育(心脏不断膨胀),骨小梁形成。心内膜垫扩大,到105年高通滤波器,分化成AV阀的阀传单。

心脏形态发生是伴随着心肌细胞规范和分化。心肌细胞前体开始表达心肌肌凝蛋白基因包括肌球蛋白轻链多肽7 (myl7 cmlc2)。16岁的高通滤波器内侧细胞分化成心室细胞表达心室肌凝蛋白重链(vmhc)在22个高通滤波器外侧,心房肌凝蛋白重链(amhc)阳性细胞分化成心房细胞。转录因子nkx2.5需要生成心肌、心内膜的祖细胞,是由骨形成蛋白(Bmp), gata5, hand2(评论[5- - - - - -8])。

离子通道的作用在成年后对动作电位的产生和传播的细胞和细胞的收缩和心肌细胞很好理解9]。此外,最近的研究主要从斑马鱼模型表明,离子通道对心脏发育也起到了至关重要的和意想不到的作用。离子通道的存在需要正常cardiogenesis。淘汰赛和吗啉代反义寡核苷酸介导击倒的离子通道基因在斑马鱼心脏发展的原因中断。除了他们的角色ion-conducting毛孔,离子通道似乎影响cardiogenesis离子通量独立的方式。然而,需要进一步的研究来了解更多的离子通道机制如何对心脏发展施加影响。本文对最近发现在离子通道的作用在斑马鱼心脏发展。

2。在心脏离子通道发展的作用

2.1。钠离子通道

可兴奋细胞,电压门控钠通道允许快速涌入,从而负责钠的初始的一击动作电位去极化(阶段0)。电压门控钠离子通道的结构类似于议会的钙通道和其他离子通道。每个通道包括成孔α亚基( 1)和辅助β子单元(9]。在小鸡和鼠标已经知道协调心肌细胞的电活动不需要心脏早期发育(10- - - - - -12]。此外,研究斑马鱼肌钙蛋白T突变的结果沉默的心表明,这些突变体缺乏收缩和循环但通常cardiogenesis收益(13]。

在斑马鱼,8基因编码α钠离子通道亚基:四组的重复基因称为scn1Laa & scn1Lab scn4aa & scn4ab scn5Laa & scn5Lab和scn8aa & scn8ab [14- - - - - -16]。scn5Laa和scn5Lab SCN5A相关系统在哺乳动物( 1.5)(9,17]。在24高通滤波器scn5Laa信使rna检测到整个山原位杂交地区未来的心管(18]。在开发后期的胚胎和幼虫(在104年52高通滤波器和高通滤波器)scn5Laa scn5Lab表达式中观察到心脏和神经系统(17]。成绩单可以识别出两个基因的逆转录酶聚合酶链反应检测已经在早期胚胎阶段(0到12高通滤波器)17]。吗啉代反义oligonucleotide-mediated击倒在斑马鱼心脏钠离子通道scn5Laa或scn5Lab导致变形和发育不全的心。scn5Laa morphant心显示心房和心室腔形态发生重大缺陷和心脏循环由58高通滤波器。在后期的心发展两院仍很小。心室显示单个心肌细胞层;骨小梁失踪。量化在62年实现心肌细胞数量的高通滤波器相比,显示显著减少控制。心脏细胞的减少原因似乎是在早期胚胎阶段分化心肌细胞数量减少。量化未来的心脏细胞在心脏圆锥22-somite阶段,大约在20高通滤波器,揭示了显著降低数字相对于野生型和control-injected胚胎。双击倒的心脏钠离子通道基因scn5Laa和scn5Lab心脏发展导致了更严重的破坏相比,一个可拆卸的的基因。 These scn5Laa scn5Lab morphants show even fewer numbers of heart cells. The defects in the heart are not caused by an increase of apoptosis. Thus, these abnormalities seem to be due to early disruption of cardiomyocyte differentiation and proliferation [17]。

注入scn5Laa或scn5Lab翻译抑制剂吗啉代导致减少心原性的转录因子nkx2.5, gata4, hand2 6-somite阶段的前外侧中胚层。这对nkx2.5表达式是剂量依赖效应。表达gata5 nkx2.5的有力积极的监管机构是不受影响。此外cmlc2 sarcomeric基因的表达和vmhc却降低了16-somite阶段(17]。

电压门控钠离子通道 1.5斑马鱼被通过注入不同的钠离子通道阻滞剂的心包空间胚胎心脏或渗透通过洗澡的解决方案,形成正常心脏的管。除了养育cardiogenesis钠媒体没有造成破坏。正如所料,在后期传导异常引起的电压门控钠离子通道的堵塞。激活这个通道的海葵毒素II或藜芦定由洗澡的解决方案或注射导致抽搐,但心脏发展仍然不受影响17]。这些发现表明,电压门控钠通道对心脏发展独立的离子通量产生影响。

总之,电压门控钠离子通道的研究 在斑马鱼1.5表明,通道的表达对心脏的发展至关重要。吗啉代击倒scna5Laa和scna5Lab数量减少的原因区分细胞发育不全的和畸形的心。钠电流对这种效应似乎是多余的。nkx2.5表达水平降低、gata4 hand2 scna5Laa和scna5Lab morphants意味着钠离子通道的一个重要的角色在命运的决心和心肌细胞的分化。

2.2。钙通道

钙通道对成人心脏的功能很重要。允许的电压门控钙进入心肌细胞l型(持久)和衣架(阈值或小)钙通道。l型通道的主要途径是向内钙电流。条目通过l型钙通道高瓦斯)是至关重要的维持典型心肌细胞的动作电位,传导,兴奋收缩偶联(9]。在哺乳动物中表达的衣架式通道主要是窦房结、房室结和心房细胞,促进自动性和定步速活动(9]。成年斑马鱼T-type-Ca显示一个重要2 +目前在两个心房和心室心肌细胞19]。细胞,钙可以促进钙的收缩机制触发释放通过阿诺定受体(肌浆的网9]。而且钙调节作为第二信使增长和肥大细胞的不理解机制(20.]。除了C末端的确立编码转录因子和autoregulates转录的通道21,22]。

确立heteromeric蛋白质复合物通常组成的成孔α调节cytoplasmatic 1亚基β子单元和一个辅助细胞外α2亚基与跨膜δ子单元和一个function-modifyingγ亚基在非心脏细胞(23- - - - - -25]。

ion-conducting孔隙和电压传感器在撒谎α1亚基的心脏同种型α1 c。子单元由四个跨膜域包含六个跨膜段。据报道,确立阻滞剂如1、4-dihydropyridine应用到小鸡胚胎引起心脏的大小和厚度减少的心肌26]而确立的有针对性的突变α1 c-subunit不干扰胚胎小鼠心脏功能和增长(27]。

在斑马鱼胚胎致死岛打败突变体是一个极好的模型来确定的角色确立以来在心脏发展成孔α1 c亚基是有缺陷的。在岛打败(isl)突变体胚胎形态正常的心管形成的正确位置。心内膜、心肌。已经在心脏发育的早期阶段,缺陷变得明显。心脏的胚胎缺乏特征蠕动收缩管。在心脏发育两院中产生isl突变体。与野生型的突变体胚胎与单层心脏细胞显示一个较小的心室室。在60岁高通滤波器同位的心肌细胞缺失。因此增厚,从而增长沿心脏长轴不发生。在72高通滤波器,它变得明显,心肌细胞的数量减少与野生型相比,突变体。细胞凋亡并不明显isl的心。中庭仍在心脏发育的早期阶段形态正常。心房细胞继续合同零星的、不协调的方式类似于心房纤维性颤动而在心室细胞收缩和血流量仍然缺席。心肌细胞在超微结构水平isl突变体似乎正常(28]。

的cytoplasmaticβ亚基的钙通道调节通道的电生理特性,能够增加钙通道活动coexpressed时α1单元[25]。此外,β确立属于集团的亚基膜相关的鸟苷激酶(MAGUK)脚手架的函数(29日]。β2主要表达β亚基的心。β2空突变小鼠在胚胎期间死亡由于缺乏心脏收缩。其他钙通道的淘汰赛β子单元在老鼠身上并没有导致胚胎致命心脏衰竭(30.- - - - - -32]。钙通道β4亚基表达胎儿心脏的老鼠和之前的表达β2亚基(33]。

在斑马鱼以下β亚基基因识别:cacnb1β1亚基,β2 cacnb2a - b,β3 cacnb3a和- bβ4 cacnb4a和- b。类似于老鼠,结果在斑马鱼cacnb4a表达在胚胎心脏48 - 72高通滤波器。cacnb4b并不表示在发展中斑马鱼心脏管。在这个阶段,无论是cacnb2a还是cacnb2b被原位杂交(心脏组织中发现34]。有趣的是,一个反义寡核苷酸介导的吗啉代击倒通过翻译起始块或missplicing的β2.1亚基导致斑马鱼心脏发展中断。在48个高通滤波器击倒morphants展览室成形缺陷,心脏循环和收缩性。到72年高通滤波器心脏仍然是线性和心包水肿。似乎心房扩张而心室是崩溃了。在β2.1耗尽斑马鱼规范和分化的心肌细胞前体收益与野生型相比没有任何可标记的差异。然而,在心室的morphants 48高通滤波器,减少心肌细胞的数量被检测到,而在心房相同数量的细胞数。心肌细胞增殖率下降似乎是诱发自增加细胞凋亡率并没有观察到。此外,β2.1减少心肌细胞不同于野生型细胞形态。在通常情况下,心肌细胞经历从一个圆形过渡到一个更大的细长的形状在室膨胀,β2.1可拆卸的心肌细胞仍然是圆的。单个心肌细胞的外表面曲率的心明显减少。除了这些形态差别,心脏功能受损β2.1击倒morphants。心率、心室体积,体积中风,心输出量减少在48高通滤波器。此外在外部应用机械剪切应力β2.1 morphant心管破裂后心肌细胞表达N-cadherin较少,缺乏sarcomeric肌动蛋白的特征条带。这些发现表明除了其扩散作用和收缩性的一个重要的脚手架功能β2.1亚基(29日]。

总之,α1 c单元以及β2.1亚基影响斑马鱼的心脏发展。损失函数的通道单元,通过突变或吗啉代寡核苷酸反义介导击倒,导致心肌细胞数目减少和破坏形态发生。在岛打败的软骨发育突变体心室是打扰,没有机械地沉默。的β2.1亚基吗啉代击倒morphants展览缺陷心脏循环,收缩性,和细胞的完整性。

2.3。Sodium-Calcium-Exchanger

钙内流驱动激发兴奋性细胞和细胞和心肌细胞的收缩。为了准备接下来的收缩,从胞内胞质钙必须挤压回到静息状态。两条主要路线造成这一挤压在细胞和心肌细胞:肌质的网Ca2 +腺苷三磷酸酶(SERCA2)扣押胞内钙到肌浆的网和Sodium-Calcium-Exchanger (NCX1)。这种换热器调节Ca2 +根据电化学梯度浓度和催化三细胞外钠离子的交换一个细胞内的钙离子。NCX的相对贡献,SERCA2胞内钙离子浓度变化在发展和不同的物种35- - - - - -38]。纯合子NCX1-deficient老鼠缺乏正常跳动的心脏和增强心肌细胞的凋亡。一个扩张心包被描述。纯合子小鼠死在大约10天的胚胎发育在子宫内(39,40]。在小鸡胚胎心脏发展中断,收缩时观察到治疗NCX抑制剂(41]。

NCX1h在斑马鱼心脏对碘氧基苯甲醚的表达体现第一12-somite阶段双边心脏原基。NCX1h仅限于心脏的表达在斑马鱼胚胎发育的前5天35]。是著名的心肌心室和心房和几乎没有明显的流出道(42]。在斑马鱼胚胎致死突变的心脏同种型NCX1h导致心房心律失常和几乎无声的心室斑马鱼突变体tremblor(过夜)。心管的长度和形态似乎是正常的。在心脏发育异常心脏功能的后阶段是纯合子的观察混乱关系胚胎。这些缺陷出现在心脏的细胞管分化成心室和心房细胞。心脏的心肌细胞管形成原纤维、合同arrhythmically和节奏。与野生型相比心室明显变小。电子显微镜在48个高通滤波器揭示了稀疏的观察与组装的心房心室细胞而不协调混乱关系突变体显示没有明显的异常肌节的形成。结束后心房崩溃。在受精后6天胚胎发生致命性[35,42]。

注射钙敏感染料显示近常数,与心房心室细胞的钙水平升高混乱关系突变体暗示的钙超载(35]。

早期心脏规范和分化似乎不受中断影响NCX1h混乱关系突变体显示正常的表达水平vmhc,cmlc2,tbx5,irx1,amhc,hand2。这些数据意味着缺陷后心脏分化混乱关系突变导致dysmorphogenesis和心律失常的心脏室(35,42]。

2.4。Ca2 +腺苷三磷酸酶

第二个主要路线从细胞内钙的挤压空间是通过回收钙通过肌质的网Ca到肌浆的网2 +-ATPase2 (SERCA2)。SERCA2a心脏对碘氧基苯甲醚在心脏兴奋收缩偶联中扮演着重要的角色。钙离子输送到肌浆的网,以减少细胞内胞质钙离子浓度和补充钙的心肌细胞(36]。

斑马鱼SERCA2表示双边的心脏前体在心脏和骨骼肌发展。击倒的SERCA2通过吗啉代注射或治疗cyclopiazonic酸,特定的SERCA-activity抑制剂,导致缺陷cardiogenesis [43,44]。这些胚胎的心脏无法扩大。心脏循环缺席。相比混乱关系突变体,两心室合同不断颤动。心率降低和室收缩较弱。在受精后6天胚胎发生致命性[35]。

当钙敏感染料注入SERCA2 morphants一波又一波的钙进入观察关联与心搏徐缓的心率。与NCX1h突变体钙超载不检测SERCA2 morphants [35]。

因此,两个Ca2 +挤压路线,NCX1h SERCA2,对斑马鱼心脏形成和功能都是重要的,但他们的损失函数的表型是截然不同的。

2.5。Na+K+腺苷三磷酸酶

Na+K+腺苷三磷酸酶获得的关键作用建立适当的跨质膜电化学梯度。钠和钾是跨计算单元边界的注入,ATP是利用。,阳离子和磷酸腺苷站点位于α子单元和至关重要的催化和运输功能完整的膜蛋白。二聚的αβ亚基酶活性(需要审查[52])。

在哺乳动物中已经证明,4个同种型的αNa的亚基+K+atp酶和三个同种型的β亚基存在,每个显示不同的表达模式和不同的亲和力苷(52]。心脏功能是修改Na+K+atp酶通过交互Sodium-Calcium-Exchanger NCX。Na的封锁+K+atp酶会导致增加Na+在心肌细胞浓度。因此NCX抑制,细胞内钙离子浓度升高,从而增强心肌细胞的收缩性是(53,54]。

研究在老鼠身上证实Na+K+atp酶活性对胚胎发生是至关重要的。α1纯合基因敲除小鼠胚胎致死和杂合的老鼠hypocontractile心跳;α2纯合子基因敲除小鼠死在出生后第一天和杂合的老鼠显示hypercontractility的心肌与心肌细胞钙水平升高(55]。药物抑制Na+K+乌本苷atp酶的小鸡胚胎导致中断心脏早期发育的56]。

在斑马鱼八同种型的α子单元和五个β子单元存在。三钠+K+腺苷三磷酸酶表达同种型发展中:α1 b1(也称为α1 a1),α2,β1 (57]。

心脏和大脑(有)突变体携带缺陷Na+K+腺苷三磷酸酶α1 b1同种型。胚胎开发一个弯曲的身体和大脑和心脏异常严重。循环并不成立,受精后胚胎死亡5天(45]。由21个高通滤波器双边心脏原基融合在中线和浅锥心变得明显。在24个高通滤波器突变的心依然浅锥心,而在野生型在相同的阶段发展的原始心管几乎完成了。心脏通常开始跳动的阶段的原始心管。突变体透露一个小心脏没有收缩后28高通滤波器。通过48高通滤波器心脏室和心脏细胞类型、心内膜、心肌存在。然而心脏仍然很小,心室薄,在Na myocardial-endocardial距离扩大+K+腺苷三磷酸酶α1 b1缺陷斑马鱼[45]。心脏早期发育基因的表达模式vmhc,nkx2.5,cmlc2是正常的在这些突变体在大约24高通滤波器,暗示不需要早期心脏细胞命运的决心。后48高通滤波器vmhcirx1在野生型斑马鱼成为特定的心室,而versican表达式通常是局部在心房和心室之间。在突变体的显著减少irx1可以观察到,而vmhc很明显在心房和心室。Versican蔓延在整个心脏,暗示破坏心脏室的具体分化(45]。

量化计算心肌细胞的转基因绿色荧光蛋白(GFP)阳性细胞显示相似的野生型和数量突变体。原始的心明显缩短,从而GFP信号更强烈。因此,延长管似乎打乱了突变体(45]。

正如上面提到的,的心突变体不打24高通滤波器。经过48小时的发展建立了心搏徐缓的心律,和心脏收缩减弱。乌本苷治疗,Na+K+腺苷三磷酸酶抑制剂,注入吗啉代反义寡核苷酸对斑马鱼野生型拟表型突变体(45,56]。

α2亚基钠+K+腺苷三磷酸酶也表达了发展中斑马鱼的心脏。注射的吗啉代反义寡核苷酸针对同种型的翻译起始位点发生不同的表型。适当的心脏一侧是摄动;而在野生型胚胎的心转向左边24高通滤波器(心脏慢跑),的心α2击倒仍在中线或流离失所的右边在51%的注射胚胎。心脏循环异常在一半的击倒morphants [45]。

总之在斑马鱼Na+K+腺苷三磷酸酶同种型α1 b1和α2导致斑马鱼心脏发展以不同的方式:α1 b1缺陷突变体表现出异常的心管扩展和心室心肌细胞分化和心动过缓hypocontractility。α导致心脏一侧(2对碘氧基苯甲醚45]。

2.6。钾离子通道

心脏复极化主要取决于外钾离子电流。不同钾离子通道参与复极化过程。输出电流是由三个延迟整流K+电流在人类(我迅速激活基米-雷克南,我慢ks,超速的我科尔)。内向电流提供心脏内向整流钾通道编码由吉珥总科(9,46]。

KCNH2或hERG(人类ether-a-go-go相关基因)编码α亚基底层迅速激活延迟整流K+流式我基米-雷克南 (9]。在斑马鱼心脏高度表达orthologue已经发现:虫族。hERG和虫族六跨膜部分,包含一个Per-Arnt-Sim (PAS)域和cyclic-nucleotide-binding区域。整体氨基酸59%的两个物种之间的身份是共享的,而在某些领域如跨膜和催化领域,明显观察到更高的同源性(47,58]。ERG渠道,hERG和虫族,功能相似的生物物理属性(48]。一些心律失常与变异虫族渠道包括Short-QT-Syndrome和长qt综合征(47,49]。

功能获得突变纯合子斑马鱼突变体瑞格舞(注册)防止ERG通道失活。这种隐性突变驻留在虫族的电压传感器。因此加速复极化,缩短动作电位持续时间,和过早通道激活发生。注册突变体显示间歇性心脏骤停、窦房的块和房颤已经在胚胎阶段。在成年斑马鱼演示了缩短QT-intervals表面心电图。除了心律失常,心脏发展没有中断。斑马鱼心脏发展必不可少的步骤进行适当的纯合子注册突变体胚胎没有任何异常(47,50]。

斑马鱼突变体的霹雳舞(bre)是第一个为长qt综合征动物模型。心室心动过缓和2:1块心房与心室之间发生。使役动词是一个损失函数变异虫族的PAS-domain导致ERG贩卖蛋白质的损伤,因此降低细胞膜的虫族的表情。心脏复极化,从而QT-interval延长。除了心律失常的信徒突变体表现出没有特定的表型。心脏发展似乎是正常的49,58]。另一个斑马鱼模型长qt综合征是由居住在KCNH2缺陷的突变体,分别,虫族。两个不同的的函数突变(S290损失−−/,S213−−/)导致心室机械沉默和心包水肿。由33个高通滤波器心室不合同,似乎崩溃了。心房功能和形态似乎在这些突变体在这一发展阶段的影响。在48个高通滤波器阶段心包水肿明显,逐渐增加。10天后受精后的纯合子斑马鱼突变体模(51]。

无论是吗啉代反义寡核苷酸翻译的虫族也与虫族孵化抑制剂e - 4031在洗澡的解决方案导致心脏发展中断而心律失常,尤其是心动过缓和心房节律不规则,可以引起17]。

总之,虫族的不同突变导致没有特定的心脏表型。常规的心率和心律失常发生干扰,而没有心脏结构变化主要出现在发展中。

3所示。结论

几项研究在小鸡、鼠标、斑马鱼和其他物种突出离子通道对心脏的影响发展。由于生存的优势没有循环,斑马鱼研究这些便利心血管缺陷没有失真的缺氧和开辟了新的可能性。各种方法执行的结果研究哺乳动物和扩展了先前的知识:离子通道突变体,击倒了吗啉代反义寡核苷酸,不安的心和药理调制展览发展在不同的时间点(表1)。


影响离子通道 斑马鱼表型和影响心脏的发展 参考

1.5 (scn5Laa scn5Lab) (我)吗啉代击倒:发育不全的,畸形的心,减少心肌细胞的数量
(二)药理修改:正常的心管形成
(17]

确立α1 c亚基 (我)岛打败(isl):损失函数;发育不全的和沉默的心室,心室心肌细胞数目减少;心房纤颤 (28]

确立β2.1亚基 (我)吗啉代击倒:心脏循环和不断膨胀的缺陷,减少了心肌细胞的数量和扩散,破坏细胞的完整性;bradycardiac和弱收缩心律
(2)药理修改与nifedipin像morphants的表型
(29日]

NCX1h (我)Tremblor(混乱关系):损失函数;发育不全的,几乎无声的心室,中断在心室肌节的装配;心房纤颤 (35]

SERCA2a (我)吗啉代击倒,药理修改:没有心脏循环,没有心腔的扩大,心动过缓 (35]

Na+K+腺苷三磷酸酶α1 b1亚基 (我)心脏和大脑(了):损失函数,不安的心管伸长和心脏发生的分化 (45]

Na+K+腺苷三磷酸酶α2亚基 (我)吗啉代击倒:摄动心脏循环和偏重 (45]

虫族 (我)瑞格舞(注册):获得的功能;Short-QT-Syndrome,不影响心脏的发展
(2)霹雳舞(bre):损失函数;长qt综合症,没有影响心脏的发展
(3)S290−−/,S213−−/:损失函数;长qt综合征
(iv)吗啉代击倒,药理修改:不影响心脏的发展
(46- - - - - -51]

电压门控钠通道影响早期心原性的分化,而Sodium-Calcium-Exchanger NCX1h影响后期的分化。心脏循环取决于适当的Ca的函数2 +腺苷三磷酸酶SERCA2,几种l型钙通道影响心室形态发生。Na+K+腺苷三磷酸酶同种型具有不同的功能:α1 b1促进心脏的心脏分化和扩展管。α2同种型修改一侧的心脏前体。各种各样的钾离子通道的影响是最难理解的。变异虫族导致心脏发育期间没有重大结构性变化。

斑马鱼的心脏被证明是有价值的人类先天和后天性心血管疾病模型。研究离子通道的作用在斑马鱼胚胎心脏发展提供新的见解。除了人类谱系研究和候选基因筛查斑马鱼模型可能有助于理解底层机制导致人类先天性心脏病。结果病因治疗的发明针对离子通道可能成为可能。

然而,心脏开始功能在其形成。心脏发生的分化和形态发生同时发生相互交互。一些发展步骤的心脏似乎独立的心肌细胞功能而其他人依靠正常功能。最近发现心脏离子通道和发展突出离子通道的关键角色规范,分化和形态发生。然而,机制如何离子进行毛孔心发展施加影响尚不清楚。离子通量的依赖和独立发展中心脏的离子通道功能似乎存在。因此仍有很多从斑马鱼。

引用

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