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本文利用斑马鱼模型研究了FoxP4基因在心脏发育中的调控功能。通过酵母双杂交技术筛选获得了与FoxP4相互作用蛋白CatD、Tcap和FBXL5,进一步研究了FoxP4及其相互作用蛋白CatD、Tcap和FBXL5在心脏发育中的调控功能。人类FoxP4基因位于第6号染色体上,生物信息学分析表明该基因cDNA长5965bp,共有17个外显子,在基因组上的跨度达54kb,编码一个长为680个氨基酸的蛋白质,它包含一个N-端的C2H2型锌指结构和一个C-端的Fork Head结构域,具有结合DNA的功能,属于具有侧翼螺旋结构的Foxp亚族的转录因子,与亚族中的FoxP1、FoxP2有很高的同源度。RT-PCR和Northern Blot实验发现人类FoxP4基因在人类胚胎发育过程各组织,如心脏、大脑、肺、肝脏和肠等中广泛表达。胚胎原位杂交实验也表明,斑马鱼FoxP4基因在胚胎发育早期持续表达。这说明FoxP4基因是早期胚胎发育中各个组织所必需的转录因子。通过酵母双杂交技术,我们筛选和鉴定了FoxP4的三个相互作用蛋白CatD、Tcap和FBXL5,免疫共沉淀和亚细胞共定位都证明FoxP4与这三个蛋白确实存在相互作用。利用模式动物斑马鱼以及GFP特异标记心脏的转基因斑马鱼nppa: GFP模型,我们对FoxP4及其相互作用的基因CatD、Tcap和FBXL5的功能进行了研究。RNA干扰和Morpholino敲减实验发现,敲减FoxP4、CatD、Tcap的蛋白表达或增强FBXL5的mRNA表达,斑马鱼胚胎的心脏表现出畸形,如心房增大、心律失常、心脏未能环化等症状,这提示FoxP4及其相互作用基因CatD、Tcap和FBXL5,参与早期心脏的形态建成,在心脏发育信号通路中必不可少。RT-PCR实验结果显示,敲减FoxP4及其相互作用基因CatD和Tcap的蛋白表达,会使Nkx2.5调控的心脏信号通路受到阻碍,影响下游基因的表达,如cardiac-actin和Nkx2.5的表达都发生显著改变,从而使心脏的发育受到影响,产生畸形,证明FoxP4及其相互作用基因CarD和Tcap位于Nkx2.5调控的心脏信号通路的下游,受Nkx2.5的调控；FoxP4和CatD可能处于nkx2.5和cardiac-actin之间的位置。另外,RT-PCR、荧光素酶报告系统分析实验以及Western blot实验都表明FBXL5参与Nkx2.5的调控。在细胞中增强FBXL5的表达,会使Nkx2.5的增强子活性增强,而随着FBXL5蛋白表达的增强, Nkx2.5的表达量增多。总之,通过以上研究,我们认为FoxP4及其相互作用基因CatD、Tcap和FBXL5对心脏发育具有调控作用,这种调控作用可能是通过Nkx2.5信号通路而实现的。nppa:GFP转基因斑马鱼是通过包含日本青鳉Tol2转座子和GFP报告蛋白的增强子诱捕载体,将GFP插入到nppa增强子的附近,使得GFP表达受到nppa增强子的调控而特异地只在心脏表达而筛选得到的。利用nppa:GFP转基因斑马鱼我们不仅研究了FoxP4及其相互作用基因的功能,同时我们也从形态学和生理学上分析了nppa:GFP转基因鱼的心脏功能。与野生型斑马鱼比较,没有发现此转基因鱼心律失常,心率和心跳周期没有差异,心室最大舒张容积和最小收缩容积也无差别,心输出量无差异。因此nppa:GFP转基因鱼的生理功能与野生型鱼无差异,可以用于在体内研究分析由nppa调控的心脏发育和心脏疾病的新型模型,也可以用于检测和高通量筛选心脏疾病治疗的药物。