2月21日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊PLoS Genetics在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所張雷和周斌研究組的最新合作研究成果“VGLL4 plays a critical role in heart valve development and homeostasis”。此研究揭示了VGLL4在心臟瓣膜發(fā)育中以及出生后穩(wěn)態(tài)維持過(guò)程中具有重要功能。南模生物為該研究構(gòu)建了VGLL4-EGFP小鼠模型。

心臟瓣膜在心臟中起到單向閥門的作用，心臟瓣膜的異常會(huì)影響血流的正常流動(dòng)，從而增加心臟負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致心力衰竭。因此研究心臟瓣膜的發(fā)育以及細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的維持，對(duì)心臟瓣膜病的預(yù)防和治療具有重要意義。

Hippo信號(hào)通路是一條經(jīng)典的調(diào)控器官發(fā)育的信號(hào)通路，VGLL4作為該通路的一個(gè)新成員在心血管領(lǐng)域的功能有待研究。

研究人員首先通過(guò)構(gòu)建VGLL4全身敲除小鼠觀察VGLL4對(duì)心臟瓣膜的功能是否有影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)VGLL4全身敲除小鼠大部分會(huì)出生前死亡，而部分存活的小鼠體型偏小、有嚴(yán)重的心肌肥大，還伴有心臟血液回流以及心臟瓣膜異常增厚癥狀。該增厚現(xiàn)象是由于瓣膜間充質(zhì)細(xì)胞過(guò)度增殖導(dǎo)致，提示VGLL4對(duì)心臟瓣膜有重要作用。

隨后研究人員對(duì)于VGLL4的調(diào)控作用進(jìn)行了深入研究。首先通過(guò)構(gòu)建VGLL4-EGFP熒光報(bào)告小鼠觀察VGLL4的表達(dá)位置及時(shí)間，發(fā)現(xiàn)VGLL4從胚胎期13.5天開始在小鼠主動(dòng)脈瓣、肺動(dòng)脈瓣的間充質(zhì)細(xì)胞中大量表達(dá)，并一直持續(xù)表達(dá)在成體心臟動(dòng)脈瓣膜中，提示VGLL4可能在心臟瓣膜發(fā)育和出生后穩(wěn)態(tài)維持過(guò)程中具有重要功能。后續(xù)通過(guò)組織特異性敲除VGLL4發(fā)現(xiàn)VGLL4主要調(diào)節(jié)心內(nèi)膜來(lái)源的瓣膜間充質(zhì)細(xì)胞增殖。該研究首次闡明了Hippo信號(hào)通路在瓣膜發(fā)育以及穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中有重要功能，為心臟瓣膜疾病的預(yù)防和治療提供新靶點(diǎn)。

南模生物為該研究構(gòu)建了VGLL4-EGFP小鼠模型，將Vgll4-EGFP-Wpre-polyA敲入在Vgll4基因的起始密碼處，表達(dá)Vgll4-EGFP融合蛋白，從而通過(guò)EGFP的表達(dá)直觀地監(jiān)測(cè)Vgll4的表達(dá)時(shí)間和位置。見下圖。

圖1：VGLL4-EGFP小鼠模型的構(gòu)建策略

圖2：VGLL4-EGFP的表達(dá)檢測(cè)

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小編劃重點(diǎn)：基因敲入小鼠的使用優(yōu)勢(shì)

基因敲入(Knockin)是在基因組特定位置引進(jìn)特定的突變或外源基因；

• 敲入特定的突變可以模擬人類遺傳疾病模型；

• 敲入報(bào)告基因( 如 EGFP、mRFP、mCherry、mYFP 或 LacZ等 )，有融合表達(dá)和非融合表達(dá)兩種，這兩種都能直觀反映內(nèi)源基因的表達(dá)情況，而融合表達(dá)能進(jìn)行蛋白亞定位。

• 敲入功能性元件（如Cre、Dre 等），能夠幫助我們構(gòu)建細(xì)胞或組織特異性的Cre或Dre小鼠。