研讨提醒咽囊在弓动脉前体细胞特化中的作用

弓动脉是脊椎植物胚胎连贯心脏与背被动脉的独一通道，是胚体血液轮回的紧张构成部门。弓动脉的发育分为弓动脉血管的造成及血管重塑两个进程，终极造成颈动脉、括锁骨下动脉、被动脉和肺动脉等心脏年夜动脉血管。斑马鱼胚胎弓动脉的发育尽管无重塑进程，但弓动脉的造成高度激进，是研讨血汗管发育的抱负模子。心脏年夜动脉血管发育缺点是招致后天性血汗管疾病的次要起因之一，该缺点包含颈动脉异常、被动脉弓中止、被动脉缩窄、开放性动脉导管、永存动脉干、肺动脉发育不全及右锁骨下动脉异常来源等。已有研讨报道称，后天性心脏病成为环球存眷的严重安康成绩之一。

前肠内胚层起源的咽囊和弓动脉位于胚胎腮弓，在空间上附近，并且各对咽囊的呈现稍早于与之对应的弓动脉。在斑马鱼、小鼠等相关渐变体及DiGeorge Syndrome患者中，咽囊发育缺点常随同弓动脉血管发育异常。因为咽囊关于腮弓发育具备紧张意义，学界普通以为咽囊对弓动脉发育的影响是一种次级效应。咽囊是否间接调控咽弓动脉发育，今朝仍有待深化探求。

近期，中国迷信院植物研讨所研讨员王强课题组在Development上，在线颁发了题为Pharyngeal pouches provide a niche microenvironment for arch artery progenitor specification的研讨论文。该研讨以斑马鱼为形式生物，联合细胞谱系追踪、组织特同性打消和渐变体系体例备等，探讨了咽囊对弓动脉发育的调控作用。研讨发现，咽囊间接与咽区中胚层打仗，并通过表白和排泄BMP2a与BMP5，激活咽区中胚层细胞的BMP活性，为其特化成弓动脉前体细胞提供了适宜的微情况。

弓动脉内皮细胞起源于胚胎体节期第他心区表白nkx2.5的细胞，位于侧板中胚层。这些nkx2.5+细胞一部门向胚胎中轴迁徙，参加心脏发育；别的细胞停留在两侧，造成咽区中胚层，是心脏流出道、头部肌肉组织和弓动脉的独特前体细胞。研讨职员发现，nkx2.5+咽区中胚层进一步分解为nkx2.5+和nkx2.5-两年夜细胞亚群，此中，nkx2.5+细胞造成弓动脉，nkx2.5-的细胞发育造成连贯弓动脉的腹被动脉，标明咽区中胚层存在向弓动脉前体细胞分解的细胞命运决议进程（图1）。

通过共聚焦显微镜动静察看，研讨职员发现，咽囊的造成与响应弓动脉前体细胞的呈现在光阴上坚持一致，且两者在咽区慎密相邻。通过KalTA4-UAS-NTR体系，特同性诱导咽囊，招致弓动脉血管缺失；进一步检测弓动脉前体细胞的分子标志，发现咽囊缺失招致弓动脉前体细胞不克不及造成。BMP旌旗灯号胞内效应因子Smad1/5/8在弓动脉前体细胞中存在动静的磷酸化激活（图2）。咽囊可能排泄表白多种BMP，咽囊缺失后，咽区中胚层的BMP活性被显着克制。在缺失咽囊的胚胎中从新激活BMP旌旗灯号，可能较好地抢救弓动脉前体细胞特化的缺点。BMP旌旗灯号可能调控cloche基因的表白。缺失cloche基因，nkx2.5+前体细胞丢失了向弓动脉血管分解的才能，转而走向肌肉细胞的命运。是以，咽囊提供了适宜的微情况，使咽区中胚层细胞特化为弓动脉前体细胞。通过组织特同性敲降试验和构建相关渐变体，研讨职员发现，来自咽囊的BMP2a/5是匆匆进弓动脉前体细胞特化的次要微情况旌旗灯号。是以，该研讨标明，咽囊在弓动脉发育进程中树立了一个前体细胞特化的微情况，对弓动脉发育起间接、紧张的作用。

该团队已有研讨标明，咽区外胚层表白并排泄BMP2b卵白，激活其相邻内胚层细胞内的BMP旌旗灯号通路，使内胚层细胞产生命运的转化，特化为咽囊前体细胞（PLoS Genetics，2019）；咽囊造成后，咽囊细胞表白排泄BMP卵白，而miR-92a在咽区神经嵴细胞表白；mir-92a通过靶向BMP排泄型克制因子noggin3，精细调理Bmp旌旗灯号活性，在咽部软骨发育进程中发扬紧张作用（Developmental Cell，2013）；转录因子Dmrt2b特异表白在咽囊中通过调控cxcl12b和crossveinless 2的表白，参加颅面神经嵴细胞的凑集、增殖和软骨分解（Biology Open，2018）；咽囊起源的PDGFαa和PDGFαb通过匆匆进弓动脉成血管细胞增殖，领导弓动脉血管造成（Journal of Genetics and Genomics，2019）。上述研讨提醒了咽囊的来源和其通过组织间互相作用调控头部组织器官发育的紧张功效机制。(100yiyao.com）