第一部分高糖对斑马鱼胚胎心脏发育的影响[目的]先天性心脏病的发病机制非常复杂,涉及遗传基础和非遗传性风险因素两方面。多数先天性心脏病是通过基因与环境因素之间相互作用所形成,因此非遗传性风险因素对心脏发育的影响越来越受到重视。流行病学资料表明：糖尿病合并妊娠(PGDM)是先天性心脏病重要的非遗传性风险因素；高血糖是PGDM重要的致畸因子。目前高糖对胚胎心脏发育的影响及机理尚不清楚。本研究以斑马鱼作为模式生物,研究高糖对胚胎心脏发育的影响。[方法]将不同发育阶段(6 hpf. 24 hpf. 36 hpf)斑马鱼胚胎在D-葡萄糖环境下分别暴露12或24小时,72 hpf在解剖显微镜下计数胚胎心脏畸形百分比以确定心脏发育过程中高糖敏感的时间窗口。后续试验以6-30 hpf作为暴露时间段,另设L-葡萄糖处理组作渗透压对照。计数体节数目,测量头-躯干角度确定胚胎发育程度；摄像记录心脏表型变化；以cmlc2作为心脏标记基因,通过胚胎整体原位杂交确定心脏发育程度。[结果]6-30 hpf时间段心脏畸形发生率最高；随着暴露起始时间后移,心脏畸形比例逐渐下降。高糖暴露后斑马鱼胚胎出现严重生长迟缓和发育落后。心脏发育亦出现明显落后,且与胚胎落后程度大致同步。高糖引起斑马鱼胚胎多种心脏畸形,如心包水肿、心管环化障碍、血液返流等。L-葡萄糖对胚胎和心脏发育无明显影响。[结论]斑马鱼胚胎心脏发育过程中高糖敏感时间窗是6-30 hpf,高糖可引起斑马鱼胚胎心脏发育落后和多种心脏畸形。第二部分高糖引起斑马鱼胚胎心脏发育落后的机制[目的]探讨高糖引起斑马鱼胚胎心脏发育落后的机制。[方法]原位杂交和qRT-PCR检测IGFBP-1a、IGFBP-1b、IGFBP-2基因表达。[结果]高糖引起IGFBP-la mRNA表达提前和增多,高糖暴露后IGFBP-1b、IGFBP-2的表达无明显改变。[结论]IGFBP-1a表达改变参与高糖引起的胚胎心脏发育落后过程。第三部分高糖引起斑马鱼胚胎心脏畸形的机制[目的]阐明高糖影响心脏形态发生的始发环节及引起心脏畸形的机制。[方法】以nkx2.5和cmlc2作为心脏标记基因,通过原位杂交研究高糖环境下心脏早期形成过程；原位杂交检测tbx5、tbx20、notch1b、bmp4、has2基因在心脏的表达。[结果]心脏原基的形成不受高糖影响,心管环化是最早受到影响的环节。正常对照组tbx5、tbx20在胚胎心脏均呈心室优势表达；高糖处理后心脏畸形胚胎tbx5在心室、心房均见明显表达,而tbx20在心室、心房表达均显著下调。正常对照组notch1b、bmp4的表达分别局限于房室管区的心内膜层和心肌层；高糖处理后notch 1b、bmp4表达遍及整个房室管区,在心室区亦有不同程度表达。正常对照组has2表达局限于房室管区心内膜层,高糖处理后has2心脏表达上调,表达域亦明显扩大,遍及整个房室管区。[结论]高糖环境下心脏形态发生过程中最早受到影响的环节是心管环化,环化障碍是心脏发育异常的起源。高糖引起环化障碍与tbx5,tbx20心脏表达改变有关；bmp4, notch lb及has2在心脏表达的改变可能是高糖引起心脏瓣膜发育异常的机理。