Dlx2/Fgf9/p53信號通路在顱神經嵴細胞發育中的作用研究

《Dlx2/Fgf9/p53信號通路在顱神經嵴細胞發育中的作用研究》是依託上海交通大學，由代傑文擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：Dlx2/Fgf9/p53信號通路在顱神經嵴細胞發育中的作用研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：代傑文
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

我們前期研究發現Dlx2過表達可引起小鼠神經管裂開、面裂和脊柱裂開、脊柱彎曲畸形。其顱頜面畸形的發生與顱神經嵴細胞增殖降低而凋亡增加、成軟骨分化增強而成骨分化發生障礙有關。此外，Dlx2過表達可引起Fgf9和p53表達發生改變，以往研究表明Fgf9對顱神經嵴細胞骨/軟骨向分化有重要影響，而p53主要調控細胞的增殖和凋亡，提示Fgf9和p53可能參與Dlx2過表達引起顱神經嵴細胞增殖、凋亡和分化異常。本研究以前期建立的Dlx2在神經嵴細胞特異性過表達轉基因小鼠模型為基礎，套用鰓弓器官體外培養、顱神經嵴細胞培養、病毒轉染、RNA干擾、生物信息學分析和啟動子點突變等技術，研究Dlx2、Fgf9和p53在調控顱神經嵴細胞發育中的相互作用及分子機制，探索Fgf9基因治療和p53藥物抑制在挽救Dlx2過表達引起的先天性顱頜面畸形中的藥物投遞方案及可行性，有望為臨床上預防和診治相關疾病提供一定理論基礎。

結題摘要

轉錄因子Dlx2是同源盒基因家族的一員，其在神經嵴細胞發育中具有重要的調控作用。我們前期建立的Dlx2在神經嵴細胞特異性過表達轉基因小鼠表現為神經管裂開、面裂、脊柱彎曲等畸形。但表型分析尚不完全，分子機制尚不清楚。本項目套用大體觀察，Micro CR,組織學檢查等方法研究發現Dlx2在神經嵴細胞過表達可引起成年小鼠下頜骨髁突發育障礙包括髁突軟骨結構紊亂、軟骨下骨骨質疏鬆。Dlx2在神經嵴細胞過表達還可引起成年小鼠切牙反頜、牙根縮短、牙骨質沉積增加、牙周膜結構紊亂及牙槽骨骨質疏鬆。此外，Dlx2過表達可引起顱底碟枕聯合發育障礙，碟枕聯合軟骨結構紊亂，小腦發育不足。進一步套用病毒轉染，ChiP, Co-IP和定點突變等方法明確了Dlx2可與Msx2結合形成轉錄複合體，結合到OCN基因特定的啟動子序列，影響OCN基因的表達，調控間充質幹細胞的成骨分化。Dlx2還能直接靶向結合於MMP13的啟動子區域，抑制MMP13的轉錄水平，使細胞旁分泌的MMP13的含量降低，調控間充質細胞的軟骨向分化。我們也發現FGF9可抑制骨髓基質幹細胞、顱骨來源的間充質細胞和牙髓幹細胞在體外的成骨分化。在骨髓基質幹細胞中，ERK1/2通路介導了外源性FGF9對體外培養的骨髓基質幹細胞的成骨分化抑制作用。在顱骨間充質細胞中，MAPK通路並未參與FGF9對顱骨間充質細胞的體外成骨分化的抑制作用。在牙髓幹細胞中，ERK1/2通路和JNK通路同時參加了FGF9對牙髓幹細胞體外成骨分化的抑制作用。生物信息學分析提示Dlx2和Msx2通過轉錄複合體，共表達及共定位等形式相互聯繫，可能在顱頜面的發育過程中存在相互作用。Msx2，TCOF1和IRF6在調控顱頜面發育中與許多基因存在重要的分子調控網路，這些基因可富集到不同的生物學功能子集。最後，建立了創傷性顳下頜關節強直小鼠和大鼠模型，研究發現損傷的髁突軟骨而不是骨在關節強直的發生中具有重要意義。異體骨髓間充質幹細胞尾靜脈注射可降低炎症反應，促進創傷性顳下頜關節強直中殘留髁突的再發育。研究結果為Dlx2相關先天性顱頜面疾病的分子診斷、分子及幹細胞與基因治療積累提供了思路。