Dlc1调控胚胎干细胞的心脏分化

Dlc1缺失通过激活经典Wnt信号通路影响小鼠胚胎干细胞的心脏分化。心肌细胞分化是心脏发育过程中的重要事件，涉及由中内胚层分化而来的心脏谱系细胞向心脏中胚层的分化。这种分化受到多个基因和信号通路的时空调控。既往研究表明，肝癌缺失1 (DLC1) 是一种抑癌基因，参与胚胎发育，其敲低会导致多个器官畸形，包括心血管系统发育异常和早期死亡。

　　

上海交通大学医学院的研究人员最近在《Genes & Diseases》杂志上发表了一项研究，他们利用 CRISPR/Cas9 构建了Dlc1敲除的 mESC（小鼠胚胎干细胞）单克隆细胞系，以模拟心肌细胞分化，从而研究了 Dlc1 在心脏祖细胞分化中的作用。

初步分析显示，Dlc1 主要在心肌和心内膜中表达，在原肠胚中胚层分化过程中表达下调，在心脏祖细胞分化过程中表达上调，表明 Dlc1 参与了心脏祖细胞的分化。

利用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术，作者构建了三种不同的Dlc1敲除 Nkx2.5-emGFP 小鼠胚胎干细胞系，这些细胞系可标记心脏祖细胞，并从中选择细胞系 2 进行进一步研究。后续实验和 RNA 测序结果表明，Dlc1缺陷：i) 促进心脏祖细胞的分化和积累，影响后续心肌细胞谱系的分化；ii) 促进中胚层或内胚层细胞的分化，导致心脏祖细胞的积累，但阻碍其进一步分化为心肌细胞。

先前的研究表明，DLC1 蛋白调节多种与发育相关的信号通路，包括 EGFR/Akt/NF-κB、Wnt/β-catenin 和 RhoA/ROCK，其中 WNT 信号在胚层形成和晚期心脏祖细胞分化过程中至关重要——这些过程对于心肌细胞分化至关重要。

生物信息学分析和使用Wnt通路抑制剂XAV-939进行的拯救实验表明，Dlc1敲低通过激活经典Wnt信号通路促进中胚层分化，从而增强心脏祖细胞分化。机制上，Dlc1敲低通过减少β-catenin降解并促进其核转位来激活经典Wnt通路。

本研究结果表明，Dlc1的表达在小鼠胚胎干细胞分化为心肌细胞的过程中呈现动态变化。此外，Dlc1缺陷通过激活经典Wnt信号通路促进中胚层谱系分化，导致心脏祖细胞积累并阻断其进一步分化为心肌细胞，从而鉴定出心肌细胞分化中的一个新候选基因。