利用一種復(fù)雜精妙的方法來改變胚胎的基因活動(dòng),，科學(xué)家識(shí)別出導(dǎo)致最常見形式之一的人類先天性心臟?。渴夜芑?(atrioventricular canal defect，AVCD)的可能禍?zhǔn)?。?0月1日期的《基因與發(fā)育》雜志上,，Kai Jiao 博士和他的同事報(bào)道，一個(gè)名為Bmp4的單基因的正確表達(dá)是小鼠心臟的正常發(fā)育所必需的,，即使表達(dá)降低50％也會(huì)導(dǎo)致類似AVCD的缺陷,。
最嚴(yán)重形式AVCD的特點(diǎn)是將心臟分為上下兩個(gè)房室的心臟隔膜出現(xiàn)一個(gè)大洞。這個(gè)缺損中斷了血液通過心臟的單項(xiàng)流動(dòng),，使富含氧的血液可以從左心室重新進(jìn)入右心室,。右心室中含氧血和去氧血混合在一起增加了右心室需要泵出到肺部的血液總體積。血液總體積的增加使心臟和肺壓力過大,，引起心臟肥大,、高血壓以及肺部血管損傷。
現(xiàn)在,，Jiao和他的同事證明,，Bmp4表達(dá)的降低可能是導(dǎo)致AVCD的禍?zhǔn)住?/p>
Hogan博士稱：“10多年前我們就懷疑Bmp4對(duì)于心臟的發(fā)育至為重要，因?yàn)樵摶蛟谛呐K的表達(dá)水平很高,。但Bmp4也是心臟形成之前的胚胎早期發(fā)育時(shí)期所必需的,。Jiao博士是突發(fā)靈感想到可以只敲除胚胎心肌中的Bmp4基因而保留其在其它部位完好無損的。而且,，他還通過”條件性組織特異基因沉默技術(shù)“操縱這個(gè)系統(tǒng),，由此可以將Bmp4的活性控制在各個(gè)不同水平。”
Jaio博士發(fā)現(xiàn),，Bmp4活性水平與心臟隔膜正確劃分上下房室即心臟分隔的能力存在直接的相關(guān)性：Bmp4在心肌中的含量越少,，分隔缺損就越嚴(yán)重。
通過不斷改變Bmp4的表達(dá)水平,，Jiao 和他的同事可以概括出所有AVCD病人出現(xiàn)的缺損,。他們發(fā)現(xiàn)心肌中Bmp4表達(dá)水平略微低于正常的小鼠，心臟分隔畸形也比較輕微,，而心肌中完全缺失Bmp4的小鼠出現(xiàn)嚴(yán)重的AVCD癥狀－－這些小鼠可作為AVCD研究的動(dòng)物模型,。
研究人員指出,，心肌缺乏Bmp4的小鼠實(shí)際上也是AVCD的首個(gè)也是唯一的遺傳模型。
由于AVCD是唐氏綜合癥的一個(gè)常見特點(diǎn),，因此這些小鼠還可用于研究唐氏綜合癥相關(guān)的心臟缺陷,，甚至可能比現(xiàn)有的唐氏綜合癥模型還有效。雖然傳統(tǒng)的唐氏綜合癥動(dòng)物模型（三條16號(hào)色體小鼠）在呈現(xiàn)唐氏綜合癥的許多方面都非常有效,，但并未完全概括唐氏綜合癥病人出現(xiàn)的所有心臟缺陷,，而心肌缺失Bmp4的小鼠卻做到了這一點(diǎn)。
Hogan博士發(fā)現(xiàn),，不同時(shí)間內(nèi)特異性降低基因在心臟而不是其它組織中的表達(dá),，已成為越來越重要的工具。Jiao博士正在用這種方法改變Bmp4以外其它基因的表達(dá)水平,。隨著眾多基因功能的揭示,，科學(xué)家對(duì)先天性心臟病的遺傳基礎(chǔ)將有更深的了解，或許還會(huì)研制出新的預(yù)防和治療方法,。
