腭发育相关因子的蛋白质组学筛选和对腭裂微环境调控机制研究

唇腭裂发生率占先天性畸形首位，发病机制复杂且病因不清，目前认为是基因与环境交互作用而致的多基因易感性疾病。我们已经发现胚胎腭间充质细胞增殖水平下降是腭裂发生的主要原因。本课题在对腭组织的基因筛选中发现异常表达基因；为更深一步了解腭裂发生的分子机制，本研究采用维甲酸诱导腭裂小鼠作为基因和环境交互作用致畸的模型，利用荧光差异蛋白质组学技术，筛选出腭间充质的靶蛋白；比较二者是否具有高度相关性，并通过向腭器官中加入不同水平的靶蛋白并进行三维微重力体外旋转培养，观察靶蛋白和基因在腭裂微环境中的动态变化，确定影响腭裂发生相关信号分子通路中的重要蛋白。为进一步探讨唇腭裂畸形发生的病因机制提供新的研究途径，为先天性腭裂的早期修复治疗和预防提供理论基础。

先天性唇腭裂是较常见的先天性畸形，在我国占先天性畸形的首位，是由于基因-环境的相互作用而致的一种多基因易感性疾病，病因机制复杂，到目前仍未明确。唇腭裂患者存在外形上的缺陷以及语音等功能障碍, 需要手术、发音训练、正畸及心理的序列治疗，患者及其家庭承受着经济上尤其是精神上的巨大压力。因此该病的早期监测和修复尤为重要。已证实维甲酸诱导腭裂的机制之一是抑制腭突细胞的增殖。本课题发现维甲酸诱导腭裂胎鼠的上颌骨组织量明显减少，成骨分化相关的重要调控转录因子Runx2，Osx表达下降，而且Pitx2，FGF9的表达也下调。基因芯片及microRNA(miRNA)芯片筛选出腭裂差异基因和miRNAs，生物信息学分析进行数据挖掘，生物学注释和功能富集。转录组表达谱分析及miRNAs芯片分析表明，腭裂差异mRNA、腭裂差异miRNAs的已证实的目的基因以及miRNAs潜在靶基因都集中在腭发生以及骨发育密切相关的TGFβ信号通路,美国IPA网络分析提示差异microRNA集中富集在与TGFβ信号通路受体及细胞周期相关的network中。研究提示两个信号网络协调腭突的增殖与分化：(1) miRNAs通过FGF9-PITX2-TGFβ信号通路调节细胞周期。（2）mmu-miR-181a-5p和mmu-miR-92a-3p等通过靶向作用于PTEN，Smad7从而调节Runx2，Osx最终调节骨分化。miRNA已经作为生物标志物用于生理状态及疾病的诊断，其调控基因表达是生物体内一种全新的调控模式。本研究描绘了miRNAs-信号通路-基因的网络作用关系。深入系统地开展miRNAs功能及调控机制的研究，阐明该作用网络如何调节腭突的发育和骨发生以及在腭裂中的作用，将为先天性唇腭裂的基因排查、产前诊断以及早期治疗与修复提供理论基础，且具有相当的科学意义和深远的社会意义。