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研究背景:原始心管由三胚层胚盘的生心中胚层发育而来,仅是左心室的原基。流出道、右心室等结构则是由位于原始心管头端和背侧的第二生心区间充质不断向心管动脉端添加心肌细胞而形成。第二生心区心肌前体细胞标记蛋白转录因子ISL-1是调节第二生心区发育的重要节点蛋白,调控第二生心区心肌前体细胞的增生及向心肌细胞的分化。ISL-1基因敲除,胚胎心管流出道和右心室缺失,胚胎在发育9d～10d死亡。在多种信号系统和转录因子的调节下,胚胎耳板与第三体节之间的神经嵴细胞沿3、4、6对鳃弓向心管流出道迁移,与第二生心区心肌前体细胞相互作用,参与心管流出道的正常发育和分隔。去除神经嵴,第二生心区向心管动脉端添加心肌细胞的功能降低,产生与第二生心区发育异常相似或相同的流出道发育畸形。对正常小鼠胚胎不同发育时期第二生心区的时空分布、ISL-1阳性细胞的分化潜能以及神经嵴细胞在迁移过程中与ISL-1阳性细胞的时空分布关系所知甚少。本实验观察了迁移中的细胞视黄酸结合蛋白1(cellular retinoic acid binding protein 1, CRABP1)阳性神经嵴细胞和第二生心区ISL-1阳性心肌前体细胞在正常小鼠胚胎心流出道发育过程中的时空分布特点,为进一步研究两类细胞在流出道发育过程中的相互作用及因流出道发育异常而导致的先心病发生机制提供可靠的形态学实验依据。研究目的:探讨迁移中的CRABP1阳性神经嵴细胞、ISL-1阳性心肌前体细胞与小鼠胚胎心流出道发育的关系。研究方法:胚龄7.5d～13d小鼠胚胎心脏连续石蜡切片,选用抗α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)抗体,抗心肌肌球蛋白重链(MHC)抗体,抗转录因子ISL-1抗体,抗CRABP1抗体和抗磷酸化组蛋白H3(PHH3)抗体,进行免疫组织化学或免疫荧光染色。研究结果:胚龄7.5d,部分中胚层细胞可见转录因子ISL-1和神经嵴细胞标记蛋白CRABP1微弱表达,而心肌分化特异性蛋白质α-SMA和MHC表达为阴性。胚龄8.5d,ISL-1阳性心肌前体细胞出现在心背系膜,原始咽两侧和心包腔背侧壁间充质。胚龄9d～10d,ISL-1阳性细胞相继在头面部间充质及鳃弓核心间充质中形成。ISL-1阳性间充质形成心管进一步发育的第二生心区,向心管流出道远侧端添加心肌细胞。胚龄11d～13d,ISL-1阳性细胞在咽前方聚集,形成特征性锥体形结构,并向升主动脉、肺动脉干及主肺动脉隔延伸。胚龄9d前,神经嵴细胞散在分布于ISL-1阳性细胞之间,流出道远侧端可见少量CRABP1和ISL-1双阳性细胞。胚龄10d,CRABP1阳性神经嵴细胞分布在ISL-1阳性鳃弓核心间充质周围。随发育,弓动脉等处的神经嵴细胞逐渐失去CRABP1表达,开始表达α-SMA。研究结论:第二生心区是动态结构,头面部中胚层、心包腔背侧脏壁中胚层、鳃弓核心间充质以及咽周围的间充质组织,在不同时空阶段内发育为ISL-1阳性第二生心区,向心管动脉端添加心肌细胞。胚龄11d～13d,ISL-1阳性细胞开始向平滑肌方向分化,参与心包腔内升主动脉、肺动脉干和主肺动脉隔的发育。在发育过程中,CRABP1阳性神经嵴细胞和ISL-1阳性细胞相互配合,在鳃弓形成独特分布模式,保证心正常发育。胚龄11d后,神经嵴细胞已迁移到其预定部位,并向特定细胞方向分化。