Christopher L. Antos, PhD副教授 研究员 博士生导师

我们研究胚胎发生和器官再生过程中发生的电生理变化，以及这些变化如何控制器官发育和再生。到目前为止，我们已经确定电生理信号如何控制胚胎发生过程中器官的发育尺寸以及截肢损伤后器官的再生尺寸 (Dev. Cell 2014; Elife 2021; PLoS Biology 2024)。此外，我们目前正在研究第二信使信号如何参与心脏的发育和再生（稿件草拟中）。

Publication details:

1. Jiang XW, Zhao K, Yi S, Chao Y, Xiong TL, Wang S, Yi Y, Dong SM, Chen XD, Liu R, Yan X, and Antos CL. (2024) The scale of zebrafish pectoral fin buds is determined by intercellular K⁺ levels and consequent Ca²⁺-mediated signaling via Retinoic Acid regulation of Rcan2 and Kcnk5b PLoS Biology 22(3):e3002565

意义：本文的科学意义在于展示视黄酸如何通过控制整个鳍/胚胎鳍芽/胚胎肢体芽发育程序生物电机制来调节脊椎动物附肢尺寸。本文的技术意义在于我们建立一种测量/可视化方法，使用基于共振能量转移（FRET）的荧光寿命显微镜（FLIM）传感器评估发育胚胎中三维空间中的体内电生理现象，是目前膜片钳技术无法实现。具体发现有：1）展示胚胎胸鳍芽（使用3D体内FLIM-FRET测量活体动物）在发育生长过程中内源性细胞内K+ 水平下降，通过过表达K+泄漏通道（降低细胞内K+）而上调胸鳍芽和成年鳍的发育程序来增加胚胎鳍芽和成年鳍的比例。胸鳍芽的发育程序在早期胚胎肢体芽中非常保守，我们的发现表明这种尺寸机制参与所有脊椎动物胚胎中早期鳍/肢体芽的比例生长；2）视黄酸通过上调rcan2转录来降低细胞内K+；3）Rcan2需要K+泄漏通道Kcnk5b增大鳍芽的尺寸，并通过该通道的细胞质C端尾部的丝氨酸345来调节Kcnk5b；4）Kcnk5b通过增加细胞去极化来调节胸鳍芽的尺寸；5）K+泄漏通道活性需要IP3R介导的Ca2+释放和CaMKK改变胸鳍芽尺寸。 因此，我们展示如何将一种电生理现象（K+泄漏通道活性）整合到早期胚胎芽发育已知的（视黄酸和shh）和未知的（rcan2、kcnk5b、IP3R介导的Ca2+释放和CaMKK对shh转录的调控）机制中。

Yi C, Spitters TW, Al-Far EEA, Wang S, Xiong T, Cai S, Yan X, Guan K, Wagner M, El-Armouche A, Antos CL. (2021) A calcineurin-mediated scaling mechanism that controls a K⁺-leak channel to regulate morphogen and growth factor transcription. Elife 10.7554/eLife.60691

 意义：本文展示钙调磷酸酶如何通过Kcnk5b钾离子泄漏通道细胞质尾部丝氨酸（丝氨酸345）的翻译后修饰来调节鱼鳍的发育，表明Kcnk5b可以根据细胞类型诱导不同的转录程序。因此，该工作提供一种内源性调控机制，控制细胞钾电流（一种调节鳍大小的电生理现象），并解释为什么单一类型的钾离子泄漏通道能够通过调节不同组织类型的不同转录程序来促进整个解剖结构的发展生长。

Lu T, Li Y, Lu W, Spitters TWGM, Wang J, Cai S, Gao J, Zhou Y, Duan Z, Xiong H, Liu L, Li Q, Jiang H, Chen K, Zhou H, Lin H, Feng H, Zhou B*, Antos CL*, Luo C* (2021) Discovery of a subtype-selective, covalent inhibitor against palmitoylation pocket of TEAD3. Acta Pharmaceutica Sinica 10.1016/j.apsb.2021.04.015. *corresponding authors.

意义：本文涉及两个要点。科学意义在于该工作表明不同的TEADs控制着鱼类不同解剖结构的比例生长。我们发现TEAD3只调节斑马鱼附肢的比例生长。TEAD1似乎调节整个身体的比例生长。TEADs是调控Hippo信号传导通路的转录因子，该通路可以控制组织细胞的比例生长。该通路还与癌症有关，本文通过与这种亚型特有的特征相互作用，确定一些可以抑制TEAD亚型（TEAD3）的小分子，从而限制抑制所有亚型可能产生的副作用。

Kujawski S, Lin W, Kitte F, Börmel M, Fuchs S, Arulmozhivarman G, Vogt S, Theil D, Zhang Y and Antos CL (2014) Calcineurin regulates coordinated outgrowth of zebrafish regenerating fins. Developmental Cell 28: 573-587 

意义：该项工作意义在于它提供一种以前未知的机制用于控制斑马鱼附肢的比例生长。具体来说钙调磷酸酶calcineurin作为分子开关，通过控制参与附肢生长的整个发育程序来决定斑马鱼附肢是等速生长（与身体以相同的生长）还是异速生长（以比身体更高的速度生长）。还提供证据表明钙调磷酸酶通过改变细胞的位置信息，使它们认为它们在肢中的位置比实际更近，从而增强附肢的尺寸，使它们以更高的速度生长/再生，并生长/再生比原始设计更长的结构。

Kizil C, Küchler B, Yan J-J, Özhan G, Moro E, Argenton F, Brand M, Weidinger G and Antos CL (2014) Simplet/Fam53b (Smp) is required for Wnt signal transduction by regulating β-catenin nuclear localization Development 141: 3529-3539.  

 意义：β-连环蛋白依赖的Wnt信号传导级联对于许多生理现象（干细胞生物学、胚胎发育、组织再生等）非常重要。本文确定分子Fam53b如何参与维持细胞核中的β-连环蛋白以促进β-连环蛋白依赖的信号传导。Fam53具有独特的保守蛋白结构域，这些结构域具有未知的功能——我的研究小组之前表明，Fam53b可以调节鱼鳍、心脏和可能的大脑中的blastema细胞（未分化祖细胞能再生新组织）——参与维持β-连环蛋白在细胞核内以促进β-连环蛋白依赖的信号传导。我们还确定哪些结构域负责与β-连环蛋白的相互作用及其在细胞核中的隔离。