镉会损害非洲爪蟾（Xenopus）蝌蚪的心室发育，并干扰多聚唾液酸化的NCAM/FGF受体的信号传导

《Cell & Bioscience》：Cadmium impairs heart ventricular formation and disrupts polysialylated-NCAM/FGF receptor signaling in Xenopus tadpoles

　　

摘要

背景

接触镉这种微量金属元素是主要的健康问题。镉与心血管疾病的风险增加和易感性有关。由于胚胎和胎儿在子宫内的发育过程，确定与此效应相关的分子靶点变得更加复杂。

方法

为了解决这些困难，我们使用了已建立的脊椎动物心脏模型——非洲爪蟾（Xenopus laevis），来分析在镉处理下参与早期心脏发育的神经细胞黏附分子NCAM和FGF受体。镉暴露从受精开始，一直持续到第45阶段心脏发育完成。在非洲爪蟾卵母细胞的信号传导系统中检测到了心脏内部发生的额外分子变化。

结果

接触镉会导致非洲爪蟾的心室心肌小梁缺失，并破坏NCAM黏附分子和FGF受体信号传导的调节。观察到NCAM的多聚唾液酸化（PSA）增加，同时Golgi效应因子Rab11 GTPase和Golph3的表达失调。唾液酸转移酶ST8Sia2和ST8Sia4在转录水平上没有增加，但会在高尔基体中积累。高度唾液酸化的NCAM与FGF受体相互作用，阻止其与整合素形成复合物，FAK被O-GlcNAc酰化，受体向核内的转运受到阻碍。此外，多聚唾液酸化的NCAM/FGF受体信号传导会招募更多的Shp2，并导致Erk2过度磷酸化。另外，在正常的多聚唾液酸化NCAM/FGF受体信号传导中，用特异性抗体阻断FAK会导致分子表型失调。

结论

这些结果为未来关于镉暴露导致的环境毒理学和心脏发育功能障碍的研究带来了重要进展。