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再生是指生物体可以重新生长出损伤的组织和器官的生物学过程。不同物种的再生能力是不同的，表明了再生具有进化性。为了更好的理解再生，从进化的角度，尤其是通过一些重要的进化动物来研究再生是非常有必要的。头索动物文昌鱼是现存的最低等的脊索动物之一，一直被认为是连接无脊椎动物与脊椎动物的活化石。最近有报道称文昌鱼的尾部能够以一种类似于脊椎动物的模式进行再生。然而，对文昌鱼再生的研究，尤其是在再生的分子机制方面，几乎处于空白。 研究发现，BMP信号通路在一些脊椎动物肢体及尾部再生过程中发挥重要作用。BMP（除BMP-1外）是转化生长因子β超家族（TGF-β中的重要成员，是一种不含胶原的多功能分泌型糖蛋白，相对分子质量约为30 KDa，pH呈弱酸性。BMP信号通路参与多种生物学过程，如细胞增殖，细胞分化，胚胎发育等。虽然BMP信号通路参与了脊椎动物的再生过程，但是否在文昌鱼再生过程中发挥作用还不明确。 本论文主要对文昌鱼的尾部再生进行了研究:克隆了BMP信号通路相关基因BMP2/4，BMPR-Ⅰ，BMPR-Ⅱ，Smad1，Smad4和Smad7（它们分别作为配体、受体、调节因子参与BMP信号通路的调控过程），进一步通过基因克隆、原位杂交和原核表达等多种技术探讨了BMP信号通路在文昌鱼尾部再生过程中的作用。 首先，用提取的不同再生时期的文昌鱼总RNA做反转录，通过RT-PCR技术扩增BMPR-Ⅰ，BMPR-Ⅱ,Smad1，Smad4和Smad7基因的序列，将扩增的序列连接到含有T7或SP6启动子的pGEM-T easy载体上，利用体外转录的方法制备RNA探针（地高辛标记），最后通过原位杂交实验分析BMPR-Ⅰ，BMPR-Ⅱ，Smad1，Smad4和Smad7基因在文昌鱼尾部再生不同时期的时空表达模式。结果显示BMPR-Ⅰ，BMPR-Ⅱ,Smad1，Smad4和Smad7基因均在文昌鱼尾部再生的早期阶段表达（1-14天），且表达部位主要集中在伤口附近，尤其是脊索两侧的表达量最高。随着再生时间的推移，BMPR-Ⅰ，BMPR-Ⅱ，Smad1，Smad4和Smad7基因的表达信号逐渐降低，14天之后几乎不再表达。这些表明BMPR-Ⅰ，BMPR-Ⅱ,Smad1，Smad4和Smad7基因在文昌鱼尾部再生的早期阶段发挥重要作用。 为了在蛋白水平上进一步验证BMP信号通路是否参与文昌鱼尾部的再生过程，本实验将含有酶切位点的BMP2/4，BMPR-Ⅰ和BMPR-Ⅱ基因的cDNA序列克隆到pET-32a(+)载体上构建了原核表达载体。在IPTG诱导下，BMP2/4，BMPR-Ⅰ和BMPR-Ⅱ重组蛋白成功进行了表达，并且表达的蛋白主要以包涵体形式存在，随后通过镍柱层析的方法对重组蛋白进行了纯化。通过皮下注射纯化蛋白的方法免疫新西兰白兔，制备并收集了BMP2/4，BMPR-Ⅰ和BMPR-Ⅱ的抗血清，并分别测定了其效价。利用这些抗体对再生早期的文昌鱼进行了免疫组化实验。免疫组化染色显示，BMP2/4，BMPR-Ⅰ和BMPR-Ⅱ表达于再生早期阶段的切面附近，正好与其mRNA的表达模式相对应。 总之，结果表明BMP信号通路的相关基因在文昌鱼尾部再生的过程中表达，并且它们特异的表达模式显示了它们在再生过程中的作用。显然，本文为研究BMP信号通路在再生中的作用提供了理论借鉴。此外，BMP2/4，BMPR-Ⅰ和BMPR-Ⅱ抗体的制备为进一步探讨BMP信号通路在再生过程中的作用提供了条件。