脊椎动物胚胎发育是当今生命科学研究的热点之一。胚胎的早期发育是一个非常复杂的过程,TGF-β、Fgf、Wnt等众多信号通路相互协调、共同参与调控。其中TGF-β/Nodal信号通路的下游效应因子Smad2/3在斑马鱼胚胎发育中的作用是本论文的研究重点。在斑马鱼中至少存在smad2、smad3a、smad3b三个基因,它们之间不但存在冗余的功能,而且均存在母体来源的转录本,因此很难直接用吗啉环标记的反义寡核苷酸的方法研究其功能。本研究分别构建了Smad2/3各自的显性抑制形式dnsmad2/3,为研究内源smad2/3的功能提供了重要的工具。TGF-β超家族中的Nodal、Activin和Vg1可以促进中内胚层的诱导,但其下游效应因子Smad2/3在斑马鱼胚胎中内胚层诱导过程中的作用迄今还没有明确的结论。本研究表明,Smad2/3对于斑马鱼中内胚层的诱导是必不可少的,缺少Smad2/3活性的细胞的中胚层命运会发生改变,而更加倾向于形成神经外胚层的命运。此外,在MZoep突变体胚胎中的研究表明,Smad2/3可能还介导了其它非Nodal信号的中胚层诱导作用。Wnt、Fgf、BMP、RA(视黄酸)等信号可以促进斑马鱼的神经诱导作用和神经外胚层的后部化。本研究发现,增强Smad2/3的活性可以促进神经诱导以及神经外胚层的后部化,抑制Smad2/3的活性可以抑制神经诱导过程。此外,抑制Smad2/3的活性不仅可以减轻增强Nodal信号所导致的神经外胚层后部化,而且还可以抵消增强Fgf或Wnt信号所导致的神经外胚层过度后部化的效果。在MZoep突变体胚胎中的研究表明,Smad2/3可能还介导了其它非Nodal信号在神经外胚层诱导及前后分化中的作用。鉴于Smad2/3在斑马鱼早期的胚胎发育过程中的重要作用,本研究还通过酵母双杂交的方法分别以Smad2、Smad3a、Smad3b为诱饵蛋白,筛选到了一些与之结合的母源因子。希望通过对这些母源因子的研究,能够为更加深入地理解Smad2/3在发育中的具体功能及其作用机制找到一些新的线索。