Hippo信号缺失通过空间阻碍视裂融合导致眼组织缺损

Loss of Hippo Signaling Causes Coloboma via Steric Obstruction of Optic Fissure Fusion

作者信息Uma M Neelathi, Daniel Sanchez-Mendoza, Sydney R Steele, Rachel Aguda, Brian P Brooks
PMID42872950
发布时间2026-10-01
DOI10.1167/iovs.67.12.22

实验完整度

中

使用斑马鱼突变体,结合组织学、免疫组化、原位杂交进行表型与标志物分析,但缺乏功能挽救或活体动态验证。

主要模型

yap1bns19/bns19斑马鱼突变体 wwtr1bns35/bns35斑马鱼突变体 yap1−/−; wwtr1+/−斑马鱼胚胎 ABTL野生型斑马鱼

重点核对

胚胎基因型:yap1−/−; wwtr1+/−通过形态学筛选(弯曲体轴和OF色素显著减少)并经基因型验证 对照组:表型正常的同胞胚胎,包含野生型、wwtr1+/−、wwtr1−/−、yap1+/−和yap1+/−; wwtr1+/−混合基因型 Laminin免疫染色:在48 hpf和72 hpf分析OF边缘基底膜完整性,每组至少25个胚胎,实验重复两次 Pax2a免疫染色:在24、36、48 hpf分析,每组至少30个胚胎,实验重复两次 原位杂交:在24、36、48、72 hpf检测ntn1a、mitfA、tfec、dct、pax6、vsx2、alcama等标志物

摘要

目的:Hippo通路效应因子YAP1的致病性变异导致人类葡萄膜缺损,这是一种因视裂(OF)闭合失败而导致的潜在致盲性先天性眼畸形。在此,我们表征了缺乏Hippo通路效应因子yap1和wwtr1的斑马鱼中缺损的发病机制。方法:使用组织学和Laminin染色在yap1bns19/bns19和wwtr1bns35/bns35突变品系中研究OF闭合和缺损形成。通过原位杂交或免疫组化表征yap1、wwtr1以及眼发育、视网膜色素上皮(RPE)和神经视网膜(NR)细胞类型标志物的表达。结果:yap1和wwtr1在发育中的RPE中表达,包括衬覆OF的细胞、神经嵴细胞(NCC)和晶状体。yap1−/−; wwtr1+/−胚胎发生缺损,特征为持续的Laminin染色、腹侧色素缺陷、RPE标志物和色素基因缺失。尽管模式标志物显示与对照相似的表达模式,但OF标志物ntn1a和pax2a指示视杯(OC)和裂形态发生异常。早期视网膜标志物在OF边缘错误表达,而晚期NR标志物在OF边缘之间表达,表明NR细胞在OF内分化。结论:yap1和wwtr1缺失破坏OC形态发生,阻止OF边缘的正确形成。我们假设经历边缘运动的细胞未能整合到发育中的NR中,而是停留在OF边缘之间,在那里分化为NR组织。这种异位组织形成空间屏障,阻止OF融合,导致缺损。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
Hippo通路效应因子yap1和wwtr1缺失如何导致斑马鱼视裂闭合失败和眼组织缺损?
核心机制
yap1和wwtr1缺失破坏视杯形态发生和边缘运动,导致RPE标志物在OF处缺失,异位神经视网膜细胞在OF边缘之间分化,形成空间屏障阻止OF融合。
主要证据
yap1−/−; wwtr1+/−胚胎显示OF不融合、持续Laminin染色、RPE标志物(mitfA、tfec、otx2a)和色素基因(dct)在OF处缺失,ntn1a和Pax2a在OC腹侧边缘错误表达,早期视网膜标志物(pax6、vsx2)在OF边缘异常表达,晚期神经视网膜标志物(alcama、Huc/D、Zpr1)在OF边缘之间表达。
研究意义
揭示了Hippo信号在视裂闭合中的作用,提出异位神经视网膜组织造成空间阻碍是眼组织缺损的新机制,为理解人类YAP1相关眼缺损的发病机制提供了线索。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

斑马鱼突变体构建与基因型鉴定

获得yap1−/−和yap1−/−; wwtr1+/−突变体用于研究眼组织缺损

使用yap1bns19和wwtr1bns35突变品系,通过yap1−/−与yap1+/−; wwtr1+/−成鱼杂交,根据形态特征筛选,并用引物进行基因型鉴定。

2

眼组织缺损表型与组织学分析

验证突变体是否发生眼组织缺损及视网膜结构异常

在48 hpf和72 hpf进行塑料切片甲苯胺蓝染色,观察OF边缘对合和视网膜分层。

3

基底膜完整性与OF标志物表达分析

检测OF边缘基底膜降解和OF边缘标志物表达模式

使用Laminin免疫染色检测基底膜,原位杂交检测ntn1a表达,免疫组化检测Pax2a表达。

4

RPE和色素基因表达分析

评估RPE发育和色素形成是否受影响

原位杂交检测mitfA、tfec、otx2a和dct在36 hpf和48 hpf的表达。

5

神经视网膜细胞分化分析

确定OF边缘之间异位组织的性质

原位杂交或免疫组化检测pax6、vsx2、alcama、Huc/D和Zpr1的表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证分子表达变化
验证细胞功能变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
DIG标记试剂盒Millipore-Sigma12770739
抗DIG抗体Millipore-Sigma1109327490
BCIP/NBT底物Millipore-Sigma11681451001
Laminin抗体Sigma-AldrichL9393
Huc/D抗体InvitrogenA-21272
Zpr1抗体ZIRC--
Pax2a抗体Abcamab229318
Hoechst 33342核染料Invitrogen2306347
Alexa Fluor 488荧光染料InvitrogenA-21206
Fluoromount-GR封片剂SouthernBiotech0100-01
Leica RM2235切片机Leica Microsystems--
Zeiss Axio Imager.Z2显微镜Carl Zeiss Microscopy GmbH--
Zeiss LSM 800显微镜Carl Zeiss--
Leica M205FA体视显微镜Leica Microsystems--
Leica DM6B显微镜Leica Microsystems--
Leica CM3050S冷冻切片机Leica Microsystems--
Tissue-Tek OCT包埋剂Sakura Finetek--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
斑马鱼突变体构建与筛选
杂交策略(yap1−/− × yap1+/−; wwtr1+/−)、形态学筛选标准(弯曲体轴和OF色素减少)、基因型鉴定引物
阅读提示:Methods中Genotyping and Breeding of yap1 and wwtr1 Fish小节及Supplementary Table S2
眼组织缺损表型分析
观察时间点(48 hpf和72 hpf)、组织学切片厚度(4 µm)、甲苯胺蓝染色浓度(1%)
阅读提示:Methods中Plastic Sectioning and Toluidine Blue Staining小节及Figure 1图注
基底膜完整性检测
Laminin抗体货号(L9393)、染色时间点(48 hpf和72 hpf)、每组胚胎数量(至少25个)、重复次数(两次)
阅读提示:Methods中Immunohistochemistry小节及Figure 2图注
Pax2a和ntn1a表达分析
Pax2a抗体货号(ab229318)、ntn1a探针制备、检测时间点(24、36、48 hpf)、每组胚胎数量(Pax2a至少30个)
阅读提示:Methods中Zebrafish In Situ Hybridization和Immunohistochemistry小节及Figure 3、4图注
视网膜细胞标志物分析
Huc/D抗体货号(A-21272)、Zpr1抗体来源(ZIRC)、检测时间点(24、36、48、72 hpf)、每组胚胎数量(至少25个)
阅读提示:Methods中Immunohistochemistry小节及Figure 6图注