Sp5在腭发育中的调节作用及与wnt 和shh 信号通路关系研究

Cleft lip and palate is the most common congenital malformation in the maxillofacial region,the mechanism of formation is unclear. Our group has confirmed that zinc is closely related to the development of the palate,and found that zinc-deficient mice and zinc-rich mice have significant differences in the expression of Sp5 mRNA in the offspring palate embryo.Zinc deficiency is 6.78 times that of the zinc-rich，2.3 times that of regular zinc.It is proposed for the first time that Sp5 in the SP family of zinc finger proteins is more cleft palate-associated than Sp8, and it is thought that Sp5 plays a negative role in the development of the palate during fusion, but the situation in other periods is not clear. Studies have confirmed that Wnt and Shh signaling pathways directly regulate the development of the palate, however, there has been no study of the association of Sp5 with Wnt and Shh signaling pathways. Based on the existing research, this study plans to compare and analyze the expression pattern of Sp5/8 gene in different stages of the palate embryonic development.The expression of Sp5/8 was observed by silencing Shh signal binding receptor Ptc1 and Wnt3a gene in Wnt signaling pathway.By activating the silenced Sp5/8 gene, the expression of Ptc1/Smo/Gli3/Msxl/Wnt1/Wnt3a in the Shh and Wnt signaling pathways was further investigated, and the mechanism of zinc deficiency induced cleft palate was further analyzed.

唇腭裂是颌面部最常见的先天畸形，形成机制尚不清楚。本课题组已证实锌与腭的发育密切相关，并发现缺锌小鼠与富锌小鼠其子代腭胚突中的Sp5mRNA表达有显著差异，缺锌者是富锌者表达的6.78倍，是常锌者的2.3倍。首次提出，锌指蛋白SP家族中Sp5比Sp8更具有腭裂形成相关性，同时认为Sp5在腭发育融合期起负性调节作用，但其它时期的情况还不清楚。有研究证实Wnt和Shh信号通路直接调控腭的发育，然而Sp5与Wnt 和Shh 信号通路的联系未曾有学者进行过研究。本课题拟在已有研究基础上，对比分析腭胚胎发育不同时期Sp5/8基因的表达变化规律，沉默与Shh信号结合受体Ptc1及Wnt信号通路中的Wnt3a基因，观察Sp5/8的表达,通过激活沉默后的Sp5/8基因，进一步研究Shh、Wnt信号通路中的Ptc1/Smo/ Gli3/Msxl/Wnt1/Wnt3a表达,从而深入分析缺锌所致腭裂的发生机制。

唇腭裂是人类最常见的先天性出生缺陷，形成机制尚不清楚。含有锌指结构的蛋白（锌指蛋白）在基因表达调控、细胞分化、胚胎发育等方面有着重要的作用，并以锌指蛋白形式发挥重要的作用。转录因子特异蛋白（Specificity protein，Sp）是锌指蛋白超家族中的一个家族。Sp 家族基因具有较强的调控颅颌面发育的能力，前期研究表明锌指蛋白Sp家族中Sp5比Sp8更具有腭裂形成相关性，同时认为Sp5在腭发育融合期起负性调节作用。另有研究证实Wnt信号通路直接调控腭的发育，然而Sp5与Wnt 唇腭裂是人类最常见的先天性出生缺陷，形成机制尚不清楚。含有锌指结构的蛋白（锌指蛋白）在基因表达调控、细胞分化、胚胎发育等方面有着重要的作用，并以锌指蛋白形式发挥重要的作用。转录因子特异蛋白（Specificity protein，Sp）是锌指蛋白超家族中的一个家族。Sp 家族基因具有较强的调控颅颌面发育的能力，前期研究表明锌指蛋白Sp家族中Sp5比Sp8更具有腭裂形成相关性，同时认为Sp5在腭发育融合期起负性调节作用。另有研究证实Wnt信号通路直接调控腭的发育，然而Sp5与Wnt 信号通路的联系未曾有学者进行过研究。本课题主要研究内容：锌指蛋白Sp5能否通过Wnt信号通路调控腭的发育；重要结果：（1）通过喂养常锌和缺锌饲料构建腭裂模型，利用HE染色、免疫组化染色方法及对血清锌浓度的测量，发现Sp5从腭突形成到完成融合期间在腭胚突间充质及上皮细胞中均有表达，在缺锌导致小鼠腭裂过程中Sp5表达明显高于对照组，尤其在腭突垂直向生长发育及上抬的关键期呈现较强表达。（2）过表达Sp5基因可导致Wnt信号通路中的GSK-3β、β-catenin和Wnt3a的表达较对照组降低（P<0.05)；同时抑制腭突间充质细胞的增殖；（3）沉默Sp5基因可导致Wnt信号通路中的GSK-3β、β-catenin和Wnt3a的表达较对照组升高（P<0.05)；沉默Sp5 基因可处于S期的腭突间充质细胞增高，促进 mEPMCs 的增殖。研究意义：Sp5可通过Wnt信号通路的调控来参与腭的发育。