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肌动蛋白动态对肌肉的发育和功能是至关重要的,一些导致肌动蛋白动态失调的突变会引起多种类型的遗传性肌肉疾病。作为肌动蛋白解聚因子(ADF)/cofilin的一个主要的辅助因子,AIP1(在哺乳动物中称为WDR1)能够促进ADF/cofilin介导的肌动蛋白解聚。但是,关于WDR1在脊椎动物肌肉中作用的研究还没有被报道。为了研究WDR1在心肌中的作用,我们构建了条件性基因敲除小鼠,用αMHC-Cre转基因小鼠在心肌细胞中特异的敲除Wdr1(Wdr1cKO)。Wdr1 cKO小鼠在出生后第13天(P13)开始死亡,并在P24前全部死亡。在P12,cKO小鼠表现出心肌肥大,左室心功能下降的表型。从P10天开始,cKO小鼠心肌细胞中出现肌动蛋白丝(F-actin)的堆积,这种堆积在P12变得更加明显。在F-actin堆积的肌原纤维中,肌小节的组成成分α-actinin和原肌球调节蛋白1(Tmod1)的分布是被破坏的,这表明Wdr1敲除引起的F-actin堆积会引起肌节结构的破坏。有趣的是,我们发现有异位表达的cofilin共定位在F-actin堆积的肌原纤维中。在成年小鼠心肌细胞中敲除Wdr1能够产生相似但是相对比较温和的致死表型,心肌肥厚,以及肌原纤维中F-actin的堆积。总结一下,我们的结果证明WDR1参与调控的肌动蛋白动态在小鼠心脏生长和功能的维持中发挥着必需的作用。心脏起源于位于前部内脏中胚层的两种主要的祖细胞:第一心场组细胞和第二心场组细胞(分别是FHF和SHF)。第二心场的祖细胞从咽和内脏中胚层调配到伸展的心管中,在动脉极贡献于流出道(OFT)和右室(RV);在静脉极贡献于心房心肌细胞。SHF发育的异常会引起心管的变短,使心管不能正常的重塑,这将导致心脏一系列的形态异常。因此,理解SHF细胞是怎样持续的部署,迁移对于破译先天性心脏缺陷的起源是至关重要的。然而,到目前为止,关于调控SHF祖细胞部署和迁移到流出道和右室的具体机制大部分仍然是未知的。肌动蛋白动态在细胞迁移过程中发挥着重要作用,肌动蛋白动态的紊乱是否影响SHF组细胞的部署,以及肌动蛋白动态怎样调控SHF的部署和迁移,这些问题目前都是未知的。在这部分论文中,为了研究WDR1参与调控的肌动蛋白动态在小鼠SHF部署和分化中的作用,我们用Mef2c-AHF-Cre在Mef2c-表达的SHF祖细胞中特异性的敲除Wdr1(shfKO)。我们发现Wdr1 shfKO小鼠在胚胎发育的第10.5(E10.5)之后开始死亡。在Wdr1 shfKO胚胎中,OFT的长度并没有改变,但是近端0FT和RV的面积是显著减小的。在对照和Wdr1 shfKO胚胎中,在咽弓和内脏中胚层中Mef2-表达的SHF祖细胞的数目是一致的。组织形态学的数据显示在Wdr1shfKO胚胎的远端OFT,SHF祖细胞的顶面-底侧极性,粘附连接,紧密连接并没有受到影响。我们推测在Wr1 shfKO小鼠中,Mef2c-表达的SHF祖细胞迁移部署到远端OFT的过程是不受影响的。但是我们发现,在E9.5,Wdr1 shfKO胚胎中,近端0FT和RV的细胞排列,分化以及肌纤维的形成是被破坏的,而且在近端0FT和RV心肌细胞中,有丝分裂期的细胞数目是减少的。我们推测在Wdr1突变的胚胎中,在近端OFT及RV中,第二心场祖细胞细胞分化,形态发生和有丝分裂过程的破坏是导致近端OFT和RV不能膨大伸展的原因。总结一下这部分,我们目前的数据显示WDR1调控的肌动蛋白动态在Mef2c-表达的第二心场祖细胞中对流出道和右室的发育是至关重要的。