Sufu在神經(jīng)嵴細(xì)胞來源的顱骨發(fā)育中的功能研究.pdf

1、顱面畸形占所有人類先天性疾病的3/4，影響了頭部、面部和頸部的發(fā)育。顱面部的大部分骨骼都來源于顱神經(jīng)嵴細(xì)胞，人類許多神經(jīng)嵴病的臨床癥狀也多與顱骨的缺陷、畸形相關(guān)。研究一些重要神經(jīng)嵴病的發(fā)生機(jī)制，解析胚胎發(fā)育過程中出現(xiàn)異常的信號(hào)通路或關(guān)鍵調(diào)控因子，可以為這些疾病的產(chǎn)前診斷和干預(yù)等提供重要的靶點(diǎn)和理論依據(jù)。以小鼠為模型的遺傳學(xué)研究揭示了參與顱骨發(fā)育的重要信號(hào)通路，主要包括Hh，Wnt，BMP，F(xiàn)GF，Notch等。本課題主要以Hh通路抑制因

2、子Sufu基因的條件性敲除小鼠為模型研究其在顱神經(jīng)嵴細(xì)胞來源的顱骨發(fā)育中的功能。我們發(fā)現(xiàn)用Wnt1-Cre轉(zhuǎn)基因小鼠在神經(jīng)嵴細(xì)胞中條件性敲除Sufu基因會(huì)導(dǎo)致所有神經(jīng)嵴細(xì)胞來源的顱骨都未發(fā)育，這表明Sufu可能是參與顱骨發(fā)育必需的調(diào)控因子。利用R26R小鼠表達(dá)LacZ基因來標(biāo)記、追蹤神經(jīng)嵴細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)在突變體中神經(jīng)嵴細(xì)胞可以正常遷移至目的地。骨源性細(xì)胞的凋亡未出現(xiàn)明顯的增加，但骨源性細(xì)胞增殖顯著減少，同時(shí)成骨細(xì)胞分化相關(guān)的重要因子Oste

3、rix和Runx2的表達(dá)基本被完全抑制，表明了Sufu敲除造成的顱骨發(fā)育缺陷是由于抑制了骨源性細(xì)胞的增殖和分化。為迸一步揭示Sufu敲除造成小鼠顱骨發(fā)育缺陷的分子機(jī)制，我們利用原位雜交技術(shù)檢測了Runx2上游轉(zhuǎn)錄因子Msx1、 Msx2和Dlx5的表達(dá)變化，發(fā)現(xiàn)這些基因在突變體中的表達(dá)量均明顯降低。同時(shí)，Hh通路的靶分子的表達(dá)顯著上調(diào)，但FGF，BMP通路分子包括Fgfr2，Bmp2等明顯下調(diào)，Notch通路分子Jagl顯著上調(diào)。Wes

4、tern blot分析發(fā)現(xiàn)在突變體中抑制形態(tài)的Gli3顯著下降，而全長Gli2的表達(dá)明顯上調(diào)。通過遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)嵴細(xì)胞中同時(shí)敲除Sufu和Gli2可以挽救單一Sufu突變的表型。以上結(jié)果表明，在顱骨發(fā)育中Sufu通過抑制全長Gli2蛋白的產(chǎn)生并促進(jìn)Gli3蛋白的加工來抑制Hh通路活性，進(jìn)而抑制FGF和BMP通路，促進(jìn)Notch通路活性。這些與成骨細(xì)胞增殖和分化密切相關(guān)的信號(hào)通路的異常導(dǎo)致成骨細(xì)胞分化因子的抑制以及細(xì)胞增殖的減少，并