研究人员识别分子开关,踢开始形成的动脉

形成血管的能力是进化的最高成就之一,也是将脊椎动物(动物骨干)与其他动物王国。这两种类型的血管,动脉和静脉,由相同的前驱细胞type-endothelial利用成为致力于一个动脉或静脉细胞在胚胎发育命运。然而正是驱动这一承诺,对心血管发展至关重要,长期以来困扰着研究人员。现在,格莱斯顿研究所的科学家们已经确定了的分子信号,直接这一过程。他们这样做,说明即使是最复杂的生物系统可以由最微妙的分子信号的变化。

在最新一期的细胞发育,研究人员在实验室里的格莱斯顿高级调查员Benoit Bruneau博士描述的准确顺序和时间信号,刺激血管的形成。具体地说,他们拼凑一个分子信号通路蛋白血管内皮生长因子(Vegf)指导Delta-like 4 (Dll4)的激活,这是动脉形成的关键。

动脉和静脉都有不同的身份,不同的功能。动脉氧合血液从心脏组织,而静脉携带unoxygenated血液回到心脏。了解动脉是由在分子水平。特别是他们如何不同于叶脉是重要的,不仅对理解疾病的动脉和静脉连接异常,但也通知策略制造新的动脉,这可能证明是治疗冠状动脉疾病。

这种理解的关键在于Dll4,已知最早的一个基因参与动脉形成。事实上,科学家目前使用Dll4作为标志来识别哪些细胞生长和分化成动脉,不会。Dll4通过绑定另一个蛋白质Notch-which反过来促进动脉形成。

但是还有第三个球员在这个过程:Vegf。它从胚胎细胞分泌,激活Dll4。但如何Dll4、切口和Vegf所有协同工作将早期胚胎细胞进入细胞,形成动脉一直困扰着研究人员。

“我们知道Dll4激活时,指导动脉形成,但不能确定它是如何激活首先,“Bruneau博士说,他也是一个加州大学的儿科教授,旧金山,格莱斯顿的附属。bob电竞“在这里,我们绘制了一系列步骤之前Dll4激活,为形成arteries-shedding光变成所谓的“黑盒”胚胎发育。"

在这项研究中,研究小组深入钻研细胞核的细胞属于鼠标和斑马鱼embryos-two胚胎发展的重要动物模型以确定Dll4基因是如何打开的。他们使用先进的分子生物学方法,结合实验,删除特定基因的动物模型,填写的步骤导致从Vegf信号Dll4激活。他们发现是令人惊讶的。

“Vegf信号级联,最终激活的一组蛋白质,称为有丝分裂原激活蛋白激酶,或MAPKs,”约书亚Wythe格拉德斯通说,博士论文的主要作者。“这反过来激活另一组蛋白质,称为ETS转录因子,正是这种信号relay-from Vegf MAPKs ETS因素取决于一个维护Dll4活动,帮助动脉细胞生长和获得细胞身份。”

在生物学中,信号级联是一系列的连锁反应,帮助细胞放大特定的信号如多米诺效应。这里,研究小组确定Vegf作为第一个domino,其次是MAPKs的激活,ETS因素等等。

“有趣的是,ETS因素不是特定于即将动脉的细胞,在胚胎,而是存在“解释杰森鱼,博士,前格拉德斯通博士后,现在多伦多大学,与格莱斯顿合作的团队。“相反,Vegf信号级联警报只有那些MAPKs和ETS因素的范围内Dll4-assuring唯一正确的细胞生长和分化形成动脉”。

这项研究很重要,不仅因为它揭示分子Vegf和Dll4之间的联系,而且还因为它显示了这样的信号级联可以直接整个胚胎基因通常积极执行任务只有在特定的细胞类型。

“在未来,我们将改进我们的方法是否这个信号级联控制其他动脉基因在胚胎发育过程中,“Bruneau博士说。“我们希望这项研究将帮助临床医生在先天性缺陷的形成和维护有关动脉和静脉,也可以产生新的策略,能哄的发展动脉从干细胞——可能是有用的治疗冠状动脉疾病。"