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内皮细胞是调节和维持机体体液平衡、炎症反应、血脑屏障的重要细胞屏障,主要通过改变细胞的通透性来控制血管和组织之间的物质交换和细胞浸润。内皮细胞通透性的调节对于心血管系统、肺及脑等组织的发育、相关疾病的病理生理过程研究等都具有重要意义。微血管腔内外物质转运主要有两条途径:细胞旁途径(paracellular pathway)和跨细胞途径(transcellular channel)。其中细胞旁途径主要是通过内皮细胞骨架结构的改变及细胞的收缩,致使细胞之间形成间隙,生物大分子物质和细胞由此间隙透过内皮层,是内皮转运的主要途径。内皮细胞通透性的调节机制目前仍不清楚。已有的研究表明,肌球蛋白轻链(MLC)的磷酸化启动了内皮细胞的收缩,是内皮细胞通透性调节的必要步骤。ZIP激酶(ZIPK),也称为Dlk(DAP-like kinase)或DAPK3,属于DAPK家族成员,在脊椎动物中高度保守。ZIPK表达于多种细胞,包括平滑肌细胞、成纤维细胞、内皮细胞等。目前发现,ZIPK 一种肿瘤抑制子,主要参与调节细胞的凋亡。体外研究发现,在平滑肌细胞、成纤维细胞等细胞中ZIPK能直接催化MLC的磷酸化。ZIPK在内皮细胞中是否具有同样的作用,目前尚不可知。本文利用Zipk fl/fl/Tie2-Cre系统,建立了在内皮细胞中特异性基因敲除ZIPK基因的小鼠模型(KO小鼠)。结果发现:KO小鼠胚胎致死,死亡时间约在E17.5d。而E14.5d天之前的小鼠整体发育未见明显异常。通过内皮细胞的特异性标记CD31进行全胚染色,比较头部的血管,未见明显异常。进一步分析发现,KO小鼠的心脏发育出现异常,表现在E15-E16.5d胎鼠心脏室间隔的缺失(ventricular septal defect,VSD),而我们发现KO小鼠背部脊柱部位皮肤下的轻微水肿,其也是心脏VSD的一个重要症状。由于内皮细胞ZIPK缺失导致KO小鼠胚胎致死,我们还利用E2A-CreERT2小鼠,腹腔注射他莫昔芬诱导成年小鼠ZIPK基因的缺失。分离小鼠脑微血管内皮细胞在体外研究细胞的收缩及MLC的磷酸化。结果发现,以常用的内皮细胞收缩调节因子凝血酶(Thrombin)处理细胞,通过免疫荧光和Western Blotting方法均发现,ZIPK缺失细胞MLC磷酸化水平明显低于对照细胞,细胞的收缩也弱于对照细胞。此外,我们还发现内皮细胞特异性缺失ZIPK蛋白后,细胞的迁移能力明显降低而增殖能力显著增加。综上所述,本文初步发现(1)ZIPK通过调节心内膜内皮细胞的功能调节心脏的发育(2)ZIPK通过调节MLC的磷酸化调节内皮细胞的收缩(3)ZIPK调控内皮细胞的迁移和增殖。本文的研究结果表明,ZIPK对于内皮细胞功能具有重要调节作用,为进一步的ZIPK对于内皮细胞通透性调节研究及其对于小鼠发育的研究奠定了重要的基础。