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本文利用斑马鱼模型与细胞模型研究基因zCXXC5在心脏与骨骼肌发育中的作用。zCXXC5基因定位于斑马鱼21号染色体上,共含有4个外显子,跨基因组序列长达73.5kb。其mRNA长2622bp,ORF长855bp；编码的蛋白质含有284个氨基酸残基,分子量为32.24kDa。生物信息学分析表明,CXXC5蛋白含有CXXC型锌指结构域,在不同的物种进化过程中是保守的。我们制备了zCXXC5蛋白的抗体,免疫印迹实验发现CXXC5在斑马鱼的心脏等多种组织中有高水平的表达,斑马鱼整胚原位杂交实验也表明CXXC5在心脏中有强表达。荧光亚细胞定位实验表明zCXXC5主要表达于细胞核中。通过morpholinos反义核苷酸敲减技术,我们发现敲低zCXXC5基因的表达导致斑马鱼心脏不能正常环化,围心腔有不同程度的膨大,心脏的心室明显变小。因而心输出量减小,严重影响了心脏的功能。我们采用本室建立的心脏特异表达绿色荧光蛋白转基因斑马鱼Tg(nppa:gfp)作为模型进行心脏表型和心肌细胞的数目及形态分析。心肌细胞数目的统计发现,心脏不能正常环化的胚胎心室中,其心肌细胞数目明显减少,说明zCXXC5参与了发育早期心室心肌细胞的增殖调控。通过免疫共沉淀的方法检测人的SMAD蛋白家族得到与zCXXC5相互作用的蛋白hSMAD3与hSMAD2。GST-Pull down实验与亚细胞共定位实验也证明zCXXC5与hSMAD3和hSMAD2存在相互作用,进一步用免疫共沉淀实验鉴定了zCXXC5与hSMAD2和hSMAD3相互作用的作用结构域。RT-PCR实验分析表明,morpholino反义寡核苷酸敲低zCXXC5的表达导致心脏标记Nkx2.5、Hand2、Has2、Myh6和Vmhc等表达下降,提示Nkx2.5, Hand2, Has2, Myh6和Vmhc基因很可能是CXXC5的下游基因。我们利用斑马鱼Hand2基因加帽mRNA进行拯救实验,结果表明Hand2基因的mRNA能够拯救morpholino反义寡核苷酸敲低CXXC5表达所产生的异常。已有报道CXXC5是视黄酸途径的反应因子,又与DVL相互作用参与WNT信号途径,提示CXXC5可能通过多条信号途径进行调控。我们利用荧光报告系统实验,检测CXXC5对多种信号途径的作用。实验表明CXXC5在骨骼肌分化信号途径中也具有重要的作用。我们利用C2C12细胞系研究证明了CXXC5在骨骼肌分化形成中的作用。研究表明,在C2C12成肌细胞系分化过程中CXXC5表达量增加,与标志基因的增加呈正相关关系；在C2C12细胞系中过表达CXXC5则进一步促进C2C12成肌细胞的分化,而且成肌细胞分化的标志基因也呈增加趋势；而在C2C12细胞系中干扰CXXC5的表达,则C2C12细胞系的分化明显被抑制,表明CXXC5在骨骼肌发育和分化中也起重要的调控作用。