MEIS2基因突变导致先天性唇腭裂的相关机制研究

Cleft lip and palate is a birth defects of congenital facial malformation , which affects seriously on neonatal feeding, language development and mental health.However, the pathogenesis of cleft lip and palate is not clear. A total of 100 patients with cleft lip and palate were studied with genome high-resolution chromosome microarray technique (CMA), a 3.83Mb deletion fragment was found in the two siblings, on chromosome of 15q14 region.Guess that variation of gene MEIS2 is associated with the cleft lip and palate. The mutations were followed by RT-PCR.The results of RT-PCR showed that mutations of MEIS2 Gene expression were was significantly reduced compared with normal controls (MEIS2). We speculated that MEIS2 gene mutation is an important factor leading to cleft lip and palate, the project intended to carry out：1. In vitro cell experiments, 2.CRISPR / Cas9 technology to build gene knock-in mouse experiments, in-depth understanding the mechanism of cleft lip and palate caused by of MEIS2 mutation , the project will help the prevention and intervention of cleft lip and palate on the early development phase , and to provide a new target for treatment.

唇腭裂是一类先天性颌面部畸形的出生缺陷，严重影响着新生儿的喂养，语言发育及心理健康。然而目前唇腭裂的病理机制尚不清晰。本项目前期对100例唇腭裂患者进行了全基因组高分辨率染色体微阵列技术研究（CMA），在两个同胞兄弟中同时发现了染色体15q14区域3.83Mb的片段缺失，猜测该片段包含的MEIS2基因变异与唇腭裂发病相关。随后在100例B超提示为唇腭裂的产前胎儿样本中进行MEIS2基因Sanger测序，筛查到一个c.1045G>A的基因突变，随后的RT-PCR实验结果显示突变患者与正常对照比MEIS2基因的表达量明显降低。我们猜测MEIS2的基因突变是导致胚胎唇腭裂的重要因素，本项目拟行1.体外细胞实验，2.CRISPR/Cas9技术构建基因敲入鼠实验，深入了解MEIS2突变导致唇腭裂的机制，该项目有助于唇腭裂早期发育的预防和干预，并为治疗提供新的靶点。

本项目前期对100例唇腭裂患者进行了全基因组高分辨率染色体微阵列技术研究（CMA），在两个同胞兄弟中同时发现了染色体15q14区域3.83Mb的片段缺失，猜测该片段包含的MEIS2基因变异与唇腭裂发病相关。随后在100例B超提示为唇腭裂的产前胎儿样本中进行MEIS2基因Sanger测序，筛查到一个c.1045G>A的基因突变，随后的RT-PCR实验结果显示突变患者与正常对照比MEIS2基因的表达量明显降低。整个研究主要包括以下几个方面：①体外细胞实验评价MEIS2 基因缺陷对神经嵴干细胞迁移、增殖和分化的影响。在体外细胞试验中，利用鼠源胚胎颅神经嵴干细胞（cranial neural crest stem cell，CNCSC）H9细胞，构建MEIS2 基因的干扰慢病毒载体，对胚胎颅神经嵴干细胞中MEIS2 基因进行沉默和过表达，研究MEIS2 基因对CNCSC迁移、增殖和分化的影响。结果发现MEIS2 基因干扰表达的细胞增殖较过表达组低，并且细胞迁移情况也受到影响。②原计划中利用CRISPR/Cas9技术构建MEIS2点突变基因敲入鼠，表观上观察MEIS2点突变对颌面部发育的实验因为定点敲入鼠无任何表型改变，而基因敲除鼠胚胎无法存活，故调整实验为，使用斑马鱼动物模型进行实验研究：meis2a Mo敲降组和标准对照组进行比较发现：meis2a Mo敲降组的斑马鱼胚胎发育严重异常。通过本研究初步探讨了MEIS2 基因缺陷引起的颅神经嵴干细胞迁移、增殖和分化障碍，从而导致颌面部发育畸形产生唇腭裂的机制，进而为了解人类先天性颌面部发育畸形的发生机制和诊治提供重要线索和靶点。