《Pitx2在牙源上皮向成釉細胞分化中的表觀調控機制》是依託北京大學，由高學軍擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Pitx2在牙源上皮向成釉細胞分化中的表觀調控機制
- 項目負責人：高學軍
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Pitx2是遺傳性牙釉質發育缺陷致病基因。本研究旨在了解Pitx2，在牙源上皮向成釉細胞分化過程中，對牙上皮分化相關基因的調控作用，著重探討這一過程中的表觀遺傳調控機制。通過系統文獻複習及課題組前期工作，提出工作假設：Pitx2結合組蛋白甲基化修飾酶MLL和JMJD3改變靶基因的組蛋白甲基化修飾狀態，經Wnt/β-catenin信號釋放表觀重塑蛋白HMG17易化染色質結構狀態，兩者協同激活Dlx2、Dlx3和FoxJ1表達，是啟動牙源上皮向成釉細胞分化的關鍵機制。研究採用小鼠切牙模型和體外成釉細胞系，利用原位雜交、Co-IP等技術，希望重點明確上述假說中的三個關鍵問題：1. 表觀修飾因子MLL、JMJD3、HMG17在切牙上皮分化不同階段的表達特徵，2. Pitx2對下游靶基因的調控及準確的作用位點，3. Pitx2和MLL、JMJD3、HMG17在靶基因調控區的結合方式及對基因表達影響。
結題摘要
項目以Pitx2與表觀修飾因子的相互作用關係為切入點，探究表觀蛋白在牙源上皮幹細胞增殖和分化起始中的必要性和重要性。項目實施中，重點研究了Pitx2相關的表觀修飾酶KMT2D在牙上皮發育中的表達特徵及作用機制。研究結果顯示：（1）免疫螢光結果表明，KMT2D和H3K4me1在蕾狀期和帽狀期小鼠磨牙胚成釉器中呈現強表達信號，與細胞快速增殖標誌物Ki67具有表達一致性。（2）KMT2D表達穩定敲低後，牙上皮細胞（LS8）增殖速率下降，細胞周期呈現G1期阻滯現象，同時，細胞核中H3K4me1和H3K4me3修飾水平顯著下調。（3）RNA二代測序並進行GO聯合KEGG分析發現，KMT2D敲低影響細胞增殖功能，並顯著干擾Wnt信號通路相關基因表達。Realtime PCR和Western blot證實，KMT2D敲低後，Wnt信號通路分子包括Lgr4, Lef1, β-catenin以及Bmi1表達顯著性降低。（4）細胞免疫螢光發現，KMT2D敲低干擾β-catenin入核，而Wnt激動劑LiCl刺激可部分逆轉KMT2D對β-catenin入核的干擾作用。同時，LiCl刺激後，部分逆轉KMT2D敲低引起的細胞增殖效率的降低和細胞周期阻滯現象，並部分逆轉KMT2D敲低導致的Wnt相關基因表達改變。這些結果表明，KMT2D通過調節Wnt/β-catenin信號通路，在牙齒上皮細胞增殖和細胞周期穩態中發揮關鍵作用。總結：本項目詳細研究了表觀蛋白KMT2D在牙上皮發育中的表達特徵和調控機制，為探究牙上皮發育的精細表觀機制提供新的依據，並為揭示牙齒缺陷疾病KS的致病機理提供線索。課題按計畫完成。培養碩士研究生和博士研究生各一名,參與青年研究者二名，為後續研究打下了堅實的基礎。截至目前，有關結果已經整理成英文科學論文2篇，計畫後續撰寫中文論文2篇。英文論文其中1篇投稿peer J雜誌，目前正在根據雜誌審稿專家意見做小的修改，有望近期發表。另外1篇投稿cell proliferation雜誌正在審稿中。
