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斑馬魚胚胎體(tǐ)節表面張力對胚胎左右對稱的影響
來(lái)源: | 作(zuò)者:travel-100 | 發布時(shí)間(jiān): 2022-05-18 | 189 次浏覽 | 分(fēn)享到:

脊椎動物胚胎體(tǐ)軸周期性地分(fēn)段形成左右對稱的體(tǐ)節。體(tǐ)節是一(yī)種三維的多細胞結構,其外層包括上(shàng)皮層和由前體(tǐ)節中胚層(PSM)發育而來(lái)的前富含纖維結合蛋白的胞外基質構成。體(tǐ)節的長度、定位和左右對稱特征的決定要早于體(tǐ)節形态形成,即體(tǐ)節性狀決定早在未分(fēn)段的PSM階段就(jiù)已經确定了(le)。研究表明胚胎發育過程中的機械力與體(tǐ)節形态發生(shēng)相關(guān)。然而,受限于研究技術手段,對機械力是如(rú)何影響胚胎體(tǐ)節性狀決定的問題,還有待研究。

 

近日,Sundar R. A等利用光片機圖像投影技術,研究了(le)機械力在斑馬魚胚胎體(tǐ)節性狀決定與體(tǐ)節形态發生(shēng)中的作(zuò)用。他們測量了(le)體(tǐ)節1至6的長度(LAP),發現(xiàn)體(tǐ)節長度不等,随後測量了(le)mespb基因(體(tǐ)節長度标記基因)表達條帶的間(jiān)距。發現(xiàn)LAP的變化(huà)與mespb條帶間(jiān)距的變化(huà)非常類似。暗示LAP受到mespb的調控。當體(tǐ)節形成後的一(yī)個(gè)小時(shí)内,LAP趨于一(yī)緻。通過比較前端體(tǐ)節的形成起始時(shí)間(jiān)和發育2小時(shí)的LAP,發現(xiàn)這(zhè)些(xiē)體(tǐ)節的LAP約為(wèi)51微米(稱為(wèi)L0AP)。L0AP是體(tǐ)節的發育目标長度。

為(wèi)了(le)闡明前端體(tǐ)節LAP的調整機理(lǐ),研究人(rén)員(yuán)首先研究了(le)體(tǐ)節雙側的LAP是否相互影響。通過實驗,未發現(xiàn)存在顯著的相互影響。接着他們研究了(le)雙側體(tǐ)節的正确形成是否影響LAP的調整。通過共注射顯性抑制fibronectin 1a 和1b mRNA進入2細胞期斑馬魚胚胎,幹擾單側體(tǐ)節的形成。實驗結果表明LAP的調整獨立于體(tǐ)節對稱側的狀态。

 

 研究人(rén)員(yuán)進一(yī)步研究了(le)在體(tǐ)節形成後一(yī)個(gè)小時(shí)内,LAP的調整是否伴随有細胞數量或體(tǐ)節體(tǐ)積變化(huà)的發生(shēng)。實驗結果表明細胞數量或體(tǐ)節體(tǐ)積的變化(huà)與LAP的調整沒有相關(guān)性,即細胞數量和體(tǐ)節體(tǐ)積的變化(huà)對LAP的調整沒有影響。

 

體(tǐ)節二維結構的變化(huà)是否是LAP的調整原因。研究人(rén)員(yuán)使用光片機圖像投影技術定量測量了(le)胚胎體(tǐ)節3D結構變化(huà),觀察到體(tǐ)節中外側(ML)的長度随着時(shí)間(jiān)縮短,而背腹側(DV)的長度則增長,起始LAP與ML長度呈現(xiàn)正相關(guān)性,即當體(tǐ)節起始LAP小于或者大于L0AP時(shí),體(tǐ)節可以通過調整ML長度,使起始LAP趨向L0AP。DV長度變化(huà)對LAP的調整沒有影響。實驗結果表明LAP受驅動體(tǐ)節形态變化(huà)的機械力調控。

 

研究人(rén)員(yuán)建立了(le)關(guān)于LAP調整的數學模型,。為(wèi)了(le)理(lǐ)解機械力是如(rú)何影響LAP的調整,他們通過胚胎體(tǐ)節體(tǐ)外培養技術,研究了(le)體(tǐ)節間(jiān)的接觸壓力,由體(tǐ)節外基質和體(tǐ)節表層細胞引起的表面張力,以及體(tǐ)節膨脹的機械力與LAP調整的關(guān)系。結果表明體(tǐ)節間(jiān)的接觸壓力和體(tǐ)節膨脹的機械力都對LAP的調整沒有影響。由體(tǐ)節外基質和體(tǐ)節表層細胞産生(shēng)的表面張力是LAP調整的主要因素。