SoxC轉錄因子在哺乳動物上齶發育中作用的遺傳學研究

《SoxC轉錄因子在哺乳動物上齶發育中作用的遺傳學研究》是依託杭州師範大學，由張遵義擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：SoxC轉錄因子在哺乳動物上齶發育中作用的遺傳學研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張遵義
• 依託單位：杭州師範大學

項目摘要

唇裂、唇裂合併上齶裂或單獨上齶裂等是人類新生缺陷中最常見的頜面部臨床表現。造成這些先天性頜面部裂的原因涉及遺傳、基因突變及環境等方面的因素，其中分子及遺傳學機理目前仍然不清楚。正常上齶板的發育受組織間互動作用的驅動，利用小鼠遺傳學手段已顯示在分子水平上涉及不同的轉錄因子，細胞信號分子及其受體共同組成複雜的分子信號網路控制。 Sox11,與Sox4和Sox12組成了SoxC轉錄因子。Sox11在小鼠胚胎上頜原基及上齶板器官發育的不同時期表達於神經嵴來源的間質細胞內及與之相鄰的上皮組織，Sox11功能的缺失導致小鼠胚胎形成上齶裂或唇裂，因而Sox11有可能參與上齶及面部器官發育中組織間互動的調節。本項目計畫通過利用Cre/Lox手段分別在上齶板表皮或間質內刪除Sox11的功能，並通過對Sox11缺陷上齶板的發育機理的實驗分析以闡明SoxC 轉錄因子在上齶板器官發育控制中的遺傳學機理。

結題摘要

Sox11缺失的小鼠胚胎出現上唇裂及上齶裂表現型，而且Sox11基因表達在頭面部器官包括上齶發生的部位，因此Sox11基因功能對小鼠頭面部的正常發育是必要的。本項目的目標就是通過對Sox11缺失小鼠頭面部器官特別是胚胎上齶發生過程的實驗分析去解析Sox11核轉錄因子參與頭面器官發育過程中的分子控制。從而為最終解釋新生上齶裂形成的分子機理提供新的遺傳學證據。 我們首先系統檢測了Sox11基因在小鼠上齶板發育過程中的表達模式，發現整個發育過程中Sox11 的RNA表達產物在齶板上皮組織和間充質中均有分布和表達。然而，間充質或上皮組織中Sox11的缺失對齶板正常發育無影響，推測這與SoxC家族成員的功能冗餘有關。因而我們利用EIIaCre小鼠誘發Sox11FxFx在全胚胎的剔除，考慮到Ella-cre表達效率對齶板表型的影響，我們篩選出穩定的全身敲除Sox11小鼠品系Sox11 +/-。整體敲除Sox11基因導致小鼠頭面部發育的多方面異常並導致100%的小鼠齶裂，組織學觀察發現齶裂形成的關鍵在於齶板不能正常抬升。一方面，Sox11-/-胚胎齶板抬升缺陷與齶板舌內側間充質細胞增殖速度降低有關；另一方，與下頜發育異常導致舌頭高度升高及其不能正常下陷有關，兩個因素導致兩側齶板在整個發育過程中不能正常接觸。體外器官培養證實Sox11-/-的齶板能夠完成融合過程，通過對融合標誌基因的原位雜交分析和凋亡分析，表明缺失Sox11的齶板也為融合這一發育過程作好準備。為了探明Sox11在齶板發育中的分子作用機制，我們通過microarray的方法來篩選其下游的靶基因，結合定量PCR、原位雜交、體外beads修復實驗等驗證，我們發現Sox11對齶板增殖調控是通過Fgf9分子及其受體Fgfr2來完成的。進一步我們進行了染色體免疫共沉澱和雙螢光素酶報告系統分析，結果表明Sox11能夠與Fgf9啟動子直接結合併促進後者的轉錄。上述齶裂機理的闡明將為預防出生缺陷及產前診斷及提供了新的理論依據。