摘要: 人体重要的呼吸器官肺的发育受到多种信号通路的调控，其具体的分子机理一直是研究的热点。Isl1 基因是一个 LIM 同源结构域转录因子，其在胚胎发育过程中起着至关重要的作用。我们的实验结果显示 Isl1 基因在小鼠肺发育早期的上皮细胞中特异性表达。... 展开 人体重要的呼吸器官肺的发育受到多种信号通路的调控，其具体的分子机理一直是研究的热点。Isl1 基因是一个 LIM 同源结构域转录因子，其在胚胎发育过程中起着至关重要的作用。我们的实验结果显示 Isl1 基因在小鼠肺发育早期的上皮细胞中特异性表达。 为了进一步研究Isl1基因在肺发育过程中的功能，我们利用ShhCre工具鼠与Isl1f/f小鼠交配，成功获得在肺上皮细胞中特异性敲除 Isl1 基因的突变型小鼠（Isl1ShhCre）。通过对突变型小鼠的表型分析，我们发现肺上皮细胞中 Isl1 的缺失会导致肺分支缺陷。与野生型小鼠相比，E11.5-E12.5 天 Isl1ShhCre突变型小鼠肺间充质细胞增殖显著降低，而上皮细胞的增殖没有显著差异。TUNEL结果显示突变型小鼠与野生型小鼠的肺部细胞凋亡没有明显差异。 为了寻找Isl1基因的靶分子，我们利用RNA-Seq技术筛选E11.5天突变型小鼠肺组织中的差异表达基因。RNA-Seq 和原位杂交结果显示与肺发育密切相关的基因Shh、Ptch1、Sox9、Irx1、Irx2、Tbx2和Tbx3在Isl1ShhCre突变型小鼠肺中的表达明显下调。其中，Shh是在肺部分支形态发生中的重要信号分子，肺间充质细胞的增殖也受到 Shh 的调控。体外肺原代细胞中过表达 Isl1 可以明显上调Shh的表达，ChIP实验结果也证实转录因子ISL1可以与Shh基因增强子序列（MACS1）结合。 这些结果都表明 Isl1 可以在转录水平上直接调控 Shh 的表达。我们利用体外器官培养实验证实Hedgehog信号通路的激活可以挽救Isl1缺失导致的肺间充质细胞增殖缺陷。体内激活Hedgehog信号通路也可以部分挽救Isl1基因敲除导致的肺分支形态发生缺陷。综上所述，Isl1基因在肺分支发育过程中起着关键作用，Isl1基因可能通过影响SHH信号通路调控肺分支发育过程。 收起