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研究背景:法洛四联症(TOF)是最常见的复杂先天性心脏病,占全部先天性心脏病的3%-5%,其胚胎学发病机制较为复杂,目前神经嵴细胞迁移异常,内皮细胞间质化异常及心肌细胞分化异常几大类学说受到较多关注。心肌分化异常可以导致多种先天性心脏病,但目前为止,对于TOF是否有心肌分化异常的研究仍然较少。国内外对法洛四联症基因学研究的报道较少,大样本临床标本的TOF的基因学研究更是少见。我们对103例TOF患儿进行研究,检测右心室流出道组织中体现心肌分化的心肌细胞核心转录因子GATA-4和NKX2.5表达的RNA水平,来了解TOF患者流出道心肌细胞分化状况,并评价TOF的发生是否存在心肌细胞分化异常。并进一步对患儿进行其他多个RNA筛查,希望检测与TOF流出道心肌细胞分化相关其他基因,并就其作用机制做出初步探讨。方法:(1)应用Realtime PCR方法检测法洛四联症和对照组流出道组织心肌细胞核心转录因子GATA-4和NKX2.5表达的RNA水平;(2)采用Realtime PCR方法检测59个相关候选基因在法洛四联症患者和对照组中右心室流出道心肌组织中RNA水平的差异,筛选出差异表达基因,再与患儿临床肺动脉发育指标进行相关性分析;(3)采用5’-氮杂胞苷联合全反式维甲酸诱导C3H10T1/2,建立心肌样细胞分化模型,研究BMP4及DPF3对C3H10T1/2细胞行为学影响和C3H10T1/2心肌分化的调控作用。结果:(1)TOF组患者和对照组比较,GATA-4和NKX2.5的mRNA表达量有均有增高,两者之间有统计学差异,P<0.001,取对照组GATA-4的mRNA极值为标准,TOF组在极值以上的有65例,取对照组NKX2.5的mRNA极值为标准,TOF组在极值以上的有73例,在所有103例TOF患者中,GATA-4和NKX2.5 mRNA表达量均高于对照组极值的病例数有60例;(2)以60例病例为实验组和对照组做59种表达基因筛查,筛查出40种基因在两组间有差异性,差异基因再分别与肺动脉发育程度(McGoon指数)和心肌细胞分化程度(NKX2.5、GATA-4基因水平)做相关性分析,筛查出与二者均有密切相关性差异基因DPF3b,BMP4,CX43,TBX1;(3)BPM4和DPF3在C3H10T1/2细胞向心肌细胞分化诱导模型中,BMP4过表达组可以促进细胞迁移和侵袭,抑制细胞增殖,调控细胞周期,促进C3H10T1/2细胞向心肌样细胞分化,并可以调控DPF3,使得DPF3表达升高。结论:(1)法洛氏四联症的发生可能与右心室流出道心肌细胞分化不成熟相关;(2)DPF3b,BMP4,CX43,TBX1在法洛四联症右心室流出道心肌组织中有异常表达,与患儿McGoon指数有统计学相关性,这4个基因可能与TOF右室流出道异常分化发生有关;(3)BPM4在心肌分化模型中可以调控细胞行为学,促进C3H10T1/2细胞向心肌样细胞分化,同时在心肌分化模型中可以调控DPF3,使得DPF3升高,从而共同影响干细胞向心肌样细胞分化。