先天性心脏病(CHD)是出生婴儿最常见的先天畸形,严重危害人类的生命健康。其病因和发病机制已经得到广泛的研究,但是具体机制尚未明确。目前的研究显示胚胎期环境因素和遗传因素的改变是引起先心病的主要病因,因此,研究环境因子和遗传因素在心脏发生过程中的作用对新生儿先天性心脏发育缺陷的预防、诊断和治疗有着重要的意义。MicroRNA(miRNA)是一类具有转录后调节活性的内源性小分子RNA。它在物种进化过程中高度保守,目前对于miRNA的研究逐渐成为医学研究的一个热点,业已证明,miRNA参与诸多重要的生理、病理过程,尤其在器官发生的过程中发挥重要的作用。miR-20b是我们筛选发现的、在室间隔缺损流产胚胎心脏组织中表达显著上调的miRNA,其致胚胎心脏发育畸形及机制研究尚无文献报道。在本研究中,我们利用在心血管系统发育研究方面具有独特优势的模式动物斑马鱼,揭示了过表达miR-20b在脊椎动物早期心脏发育的过程中产生的影响。通过在单细胞期显微注射miR-20b mimic实现过表达,从形态学上看,过表达miR-20b会导致斑马鱼胚胎出现明显的心包水肿,并呈现一定的浓度依赖性。受精后120小时(120hpf)胚胎的心脏组织学切片结果显示,miR-20b过表达会影响心室壁的正常形成和房室通道处的心内膜垫发生,导致在120hpf时,斑马鱼的心室壁明显变薄、瓣膜发育明显缺失。胚胎整体原位杂交显示,miR-20b过表达后,心脏祖细胞标记基因hand2、nkx2.5和gata4以及决定瓣膜前体细胞发生的标志基因bmp4、versican和notch1b等基因的表达显著下调,房室特异性的标志基因amhc、vmhc和cmlc2的表达范围明显变小,这就说明miR-20b过表达是通过抑制心脏前体细胞的分化影响斑马鱼的心脏发育的。上述的这些心脏发育异常最终对心脏功能造成了显著的影响,对心率的测定结果正是证明了这一点。进一步的研究发现,miR-20b通过作用于其直接靶基因bmprlaa,影响bmp信号通路,参与早期心脏发育过程,而在miR-20b过表达的胚胎内共注射bmprlaa mRNA可部分拯救过表达miR-20b引起的心脏发育异常表型。综上所述,miR-20b可以通过作用于bmp信号通路,从而影响脊椎动物心肌和房室瓣膜的发生。