DOI:10.16605/j.cnki.1007-7847.2022.11.0229
斑马鱼 prkd1 基因在心脏早期发育过程中的作用
研究
李韵璇1
, 陈 宇2, 3
, 吴锦秋1
, 游诗琦1
, 李永青1
, 朱 平2, 3
, 吴秀山1, 3
, 江志钢1*
,
王跃群1*
(1. 湖南师范大学 心脏发育研究中心 省部共建淡水鱼类发育生物学国家重点实验室, 中国湖南 长沙 410081; 2. 广东省
心血管病研究所 广东省人民医院 广东省医学科学院, 中国广东 广州 510100; 3. 广东省心脏病发病机制与精准防治重点
实验室, 中国广东 广州 510100)
摘 要: 为了探究蛋白激酶 D (protein kinase D, PKD; 又名 PRKD)家族典型成员 prkd1 基因对早期心脏发育的
影响, 选用模式动物斑马鱼为研究对象, 设计了吗啉代反义寡核苷酸敲低实验。表型观察结果显示, prkd1 基因
敲低会导致斑马鱼心脏发育异常, 出现心包水肿、环化异常、心管线性化等畸形表型; 斑马鱼心率分析数据显
示, 与野生型斑马鱼相比, prkd1 基因的敲低会导致早期斑马鱼心率降低。利用转录组高通量测序技术对受精
后 3 d (3 days post fertilization, 3 dpf)的斑马鱼对照组和敲低 prkd1 组进行测序, 差异基因富集分析表明, prkd1
的敲低与心脏相关信号通路如心肌细胞的肾上腺素信号通路等显著相关。进一步通过 qRT-PCR 对高通量测
序结果进行验证, 并对早期心脏发育关键因子进行检测, 结果显示, 部分心血管相关基因显著下调, tbx5a、gata4
等心脏调控关键基因同样显著下调。这些表明 prkd1 基因可能通过调控心脏发育相关信号通路以及心脏发育
关键基因来影响早期心脏发育, 在早期心脏发育过程中发挥重要作用。
关键词: 心脏发育; prkd1 基因; 斑马鱼; 吗啉代反义寡核苷酸(MO)
中图分类号: Q756 文献标志码: A 文章编号: 1007-7847(2023)02-0095-09
Role of the prkd1 Gene in Early Cardiac Development in Zebrafish
LI Yunxuan1
, CHEN Yu2, 3
, WU Jinqiu1
, YOU Shiqi1
, LI Yongqing1
, ZHU Ping2, 3
,
WU Xiushan1, 3
, JIANG Zhigang1*
, WANG Yuequn1*
(1. The Center for Heart Development, State Key Laboratory of Freshwater Fish Development Biology, Hunan Normal University,
Changsha 410081, Hunan, China; 2. Guangdong Cardiovascular Institute, Guangdong Provincial People’s Hospital, Guangdong
Academy of Medical Sciences, Guangzhou 510100, Guangdong, China; 3. Guangdong Provincial Key Laboratory of Pathogenesis,
Targeted Prevention and Treatment of Heart Disease, Guangzhou 510100, Guangdong, China)
收稿日期: 2022-11-17; 修回日期: 2022-12-06; 网络首发日期: 2022-12-10
基金项目: 广东省人民医院院内博士后进站启动项目(BY012022004); 国家自然科学基金面上项目(31872315); 国家重点研发计划项目
(2018YFA0108700, 2017YFA0105602); 国家自然科学基金重点国际(地区)合作与交流项目(81720108004)
作者简介: 李韵璇(1998— ), 女, 湖南娄底人, 硕士研究生; 李韵璇和陈宇对本文的贡献相同, 为本文共同第一作者;
* 通信作者: 王跃群
(1964— ), 女, 湖南长沙人, 博士, 教授, 主要从事心脏发育基因调控和心脏疾病发生的分子机制研究, E-mail: yuequnwang@hunnu.edu.cn; 江
志钢(1982— ),男,湖南长沙人,博士,高级实验师,主要从事心脏发育方向的研究,E-mail: 270212729@qq.com。
Abstract: To investigate the role of the prkd1 gene, a typical member of the protein kinase D (PRKD) family,
in early heart development, zebrafish was used as an animal model in this study. Through prkd1 knockdown
with morpholino antisense oligo (MO), it was found that knockdown of prkd1 resulted in abnormal cardiac development, such as pericardial edema, cyclization disorder, cardiac tube linearization. Zebrafish heart rate
analysis indicated that, compared with the wild type, prkd1 knockdown zebrafish exhibited early arrhythmia.
High-throughput transcriptome sequencing was performed for zebrafish embryos at 3 days post fertilization
(dpf) in control and prkd1 knockdown groups. Differential gene enrichment analysis revealed that prkd1
knockdown was significantly associated with heart-related signaling pathways, such as the adrenergic signaling
第 27 卷 第 2 期 生命科学研究 灾燥造援27 晕燥援2
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