清華大學(xué)生物與技術(shù)系發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室和分子細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們?cè)趯?duì)斑馬魚的研究中發(fā)現(xiàn)了誘導(dǎo)脊椎動(dòng)物胚胎中胚層生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子的新調(diào)控機(jī)制,，他們的研究成果發(fā)表在１０月１日出版的美國(guó)《科學(xué)》雜志上,。
動(dòng)物包括人類都是由單細(xì)胞胚胎發(fā)育而成的，胚胎發(fā)育又是一個(gè)異常復(fù)雜的過程,，各種組織和器官的形成涉及細(xì)胞增殖,、分化和運(yùn)動(dòng)等,，而這些過程必須受到精密的調(diào)控，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了錯(cuò)誤,，都會(huì)產(chǎn)生胚胎畸形,、甚至死亡，或引起多種先天性疾病,。調(diào)控這一系統(tǒng)細(xì)胞增殖,、分化和運(yùn)動(dòng)的因素包括生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子,、生長(zhǎng)抑制因子和細(xì)胞外間質(zhì)來源信號(hào)等,，其中生長(zhǎng)因子是通過與細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體的特定結(jié)合而發(fā)揮作用，有些生長(zhǎng)因子作用于多種類型的細(xì)胞,，有些則只對(duì)特定的細(xì)胞起作用,，目前發(fā)現(xiàn)的生長(zhǎng)因子有多種，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒβ,，ＴＧＦβ）是其中一種類型,。ＴＧＦβ是一個(gè)超級(jí)家族，它包括轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β,、骨形成蛋白（ＢＭＰ）,、活化素（Ａｃｔｉｖｉｎ）等，Ｎｏｄａｌ蛋白質(zhì)是這個(gè)超家族的成員之一,。
科學(xué)家們?cè)缫谚b別出Ｎｏｄａｌ蛋白質(zhì)是誘導(dǎo)脊椎動(dòng)物胚胎產(chǎn)生中胚層的關(guān)鍵信號(hào),。他們發(fā)現(xiàn)，為了保證中胚層組織不至于太多,，胚胎細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一些抑制Ｎｏｄａｌ信號(hào)的蛋白質(zhì),，它們主要是與Ｎｏｄａｌ信號(hào)的正調(diào)控因子（促進(jìn)Ｎｏｄａｌ蛋白質(zhì)發(fā)揮作用的因子）結(jié)合而減弱Ｎｏｄａｌ的活性。那么是否還存在抑制Ｎｏｄａｌ信號(hào)的其它機(jī)理呢,？
清華大學(xué)孟安明教授領(lǐng)導(dǎo)的發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（http://www.biosci.tsinghua.edu.cn:8001/faculty/mengam.html,）和陳曄光領(lǐng)導(dǎo)的分子細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（http://www.biosci.tsinghua.edu.cn:8001/faculty/chenyg.html,）合作,，以斑馬魚作為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)在斑馬魚胚胎的早期發(fā)育過程中,，一個(gè)名為Ｄｐｒ２的基因在中胚層前體細(xì)胞中有一種特異性表達(dá)。Ｄｐｒ２蛋白質(zhì)負(fù)面調(diào)節(jié)Ｎｏｄａｌ信號(hào),，抑制Ｄｐｒ２的表達(dá)可以增加中胚層組織,，而增加其表達(dá)可以減少中胚層組織。他們的研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),，Ｄｐｒ２通過與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β受體的結(jié)合,，加速了這些受體的溶解體降解，從而調(diào)節(jié)Ｎｏｄａｌ信號(hào)對(duì)中胚層生長(zhǎng)的誘導(dǎo)作用,。
孟安明說：“不同脊椎動(dòng)物的胚胎發(fā)育過程和規(guī)律是極為相似的,。斑馬魚是脊椎動(dòng)物,，是研究胚胎發(fā)育的優(yōu)良模式動(dòng)物，這一研究成果可以推廣到其它物種,。此外,，鑒于ＴＧＦβ信號(hào)的增強(qiáng)與腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移有關(guān)，將來我們還可以探討Ｄｐｒ２基因在腫瘤發(fā)展過程中的作用,。”據(jù)介紹這一研究工作歷時(shí)４年多,，全部是由國(guó)內(nèi)的科學(xué)家在國(guó)內(nèi)完成。
10月1日,，美國(guó)《科學(xué)》雜志發(fā)表了我校生物科學(xué)與技術(shù)系師生的研究論文《斑馬魚Dpr2通過促進(jìn)Nodal受體的降解抑制中胚層誘導(dǎo)作用》(Zebrafish Dpr2 Inhibits Mesoderm Induction by Promoting Degradation of Nodal Receptors),。
該論文所表述的科研成果是由該系孟安明教授負(fù)責(zé)的發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室和陳曄光教授負(fù)責(zé)的分子細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室合作研究的，他們?cè)谑澜缟鲜状伟l(fā)現(xiàn)了調(diào)控轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF）信號(hào)的中胚層誘導(dǎo)活性的一種新機(jī)制,。
動(dòng)物包括人類都是由單細(xì)胞胚胎發(fā)育而成的,，胚胎發(fā)育又是一個(gè)異常復(fù)雜的過程，各種組織和器官的形成涉及細(xì)胞增殖,、分化和運(yùn)動(dòng)等,，而這些過程必須受到精密的調(diào)控，如果其中一個(gè)過程出現(xiàn)了錯(cuò)誤,，就會(huì)產(chǎn)生胚胎畸形,、甚至死亡，或引起多種先天性疾病,。TGF超級(jí)家族中的Nodal信號(hào)是誘導(dǎo)早期胚胎產(chǎn)生中胚層的關(guān)鍵信號(hào),。過去的研究發(fā)現(xiàn)，為了保證中胚層組織不至于太多,，胚胎細(xì)胞就會(huì)產(chǎn)生一些抑制Nodal信號(hào)的蛋白質(zhì),，它們主要是與Nodal信號(hào)的正調(diào)控因子（促進(jìn)Nodal蛋白質(zhì)發(fā)揮作用的因子）結(jié)合而減弱Nodal的活性。
是否還存在抑制Nodal信號(hào)的其它機(jī)理呢,？利用斑馬魚作為研究對(duì)象,，我校研究人員發(fā)現(xiàn)，Dpr2基因在胚胎的中胚層前體細(xì)胞中有一種特異性表達(dá),，其后合成Dpr2蛋白,。抑制Dpr2的表達(dá)可以增加中胚層組織，而增加其表達(dá)可以減少中胚層組織,。進(jìn)一步的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)證明,，Dpr2蛋白可以與激活后進(jìn)入細(xì)胞的 Nodal和TGF受體結(jié)合，促進(jìn)它們進(jìn)入細(xì)胞的溶酶體而降解,。因此,，通過調(diào)節(jié)Nodal受體蛋白的降解，同樣可以控制Nodal信號(hào)的中胚層誘導(dǎo)活性。
孟安明教授說“不同脊椎動(dòng)物的胚胎發(fā)育過程和規(guī)律是極為相似的,。斑馬魚是脊椎動(dòng)物,，是研究胚胎發(fā)育的優(yōu)良材料，研究成果可以推廣到其它物種,。此外,，鑒于TGF信號(hào)的增強(qiáng)與腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移有關(guān)，將來我們還可以探討dpr2基因在腫瘤的發(fā)展過程中的作用,。”
據(jù)了解,，這項(xiàng)源頭創(chuàng)新性成果全部在國(guó)內(nèi)完成，前后共歷時(shí)4年多,。成果的取得也是實(shí)驗(yàn)室之間緊密合作的結(jié)晶,。正如陳曄光教授指出，如果沒有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室之間的緊密合作和各自專業(yè)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),，很難做出這種高水平的工作,，特別在目前中國(guó)總體科研水平與國(guó)際先進(jìn)水平存在一定距離的情況下，合作顯得尤為重要,。
