RAD54B在唇腭发育及唇腭裂形成中的作用及机制研究

Cleft lip and palate (CLP) is one of the most common congenital disorders in oral maxillofacial tissues. CLP is etiologically heterogeneous disease influenced by genetic and environmental factors. The defect of DNA damage repair was reported to be related to CLP, but the pathogenic mechanism has been unknown. In our latest GWAS research, a new susceptible gene, RAD54B, as a factor involved in DNA damage repair, was found to be related to CLP. The mRNA and protein expression of the gene was detected in human embryo palates and mouse palatal tissues, and the expression level increased in palatal tissues from mice with cleft palate induced by TCDD, suggesting that RAD54B is related to the development and the clefting of lip and palate. Based on these results, our current researches include: (1) the expression spectrum of DNA damage repair signaling pathway in the development and the clefting of lip and palate; (2) to investigate the signaling pathway activated by Rad54B in the development of lip and palate; (3) to investigate whether Rad54B deficiency increases the susceptibility of cleft lip and palate, or causes directly the disorder in mouse models combined with DNA damage inducers. This research will unveil the role of Rad54B and DNA damage repair in lip and palatal development, advance our understanding of pathogenic mechanism of cleft lip and palate, and provide theoretical basis for prevention, prenatal diognosis and intrauterine treatment.

唇腭裂是最常见颌面部先天性畸形之一，是基因与环境相互作用而致的一种多基因易感性疾病。目前认为DNA损伤修复缺陷与该病的发生相关，但具体机制尚不清楚。在最近的工作中，我们通过GWAS研究发现唇腭裂新的易感基因—DNA损伤修复基因RAD54B，该基因和蛋白表达于腭组织发育关键时期，且在腭裂动物模型中表达增加，提示RAD54B与唇腭发育及唇腭裂密切相关。基于此，本课题研究内容主要包括：（1）明确DNA损伤修复信号通路在唇腭发育及唇腭裂形成中的表达谱；（2）阐明Rad54B在唇腭发育中信号通路；（3）确定Rad54B与环境因素作用下唇腭裂发生机制。通过以上研究，以期揭示Rad54B及DNA损伤修复在唇腭发育中的功能，进一步扩展对唇腭裂发病机制的理解，对唇腭裂的预防、产前诊断以及宫内治疗提供理论基础。

腭裂是最常见颌面部先天性畸形之一，是基因与环境相互作用而致的一种多基因易感性疾病。目前认为DNA损伤修复缺陷与该病的发生相关，但具体机制尚不清楚。在最近的工作中，我们通过GWAS研究发现腭裂新的易感基因—DNA损伤修复基因Rad54B，该基因和蛋白表达于腭组织发育关键时期，提示Rad54B与腭发育及唇腭裂密切相关。基于此，本课题研究内容主要包括：（1）明确DNA损伤修复信号通路在腭发育及腭裂形成中的表达谱；（2）阐明Rad54B在腭发育中信号通路；（3）确定Rad54B与环境因素作用下腭裂发生机制。.我们通过药物诱导动物模型建立鼠胚腭发育以及腭裂形成中腭组织的基因表达谱，并结合细胞实验确定腭发育及腭裂形成过程中DNA双链断裂的存在以及同源重组修复途径及非同源末端连接修复途径的激活。Rad54B作为同源重组修复的关键基因，在药物诱导小鼠腭裂形成过程中表达受到抑制，导致同源重组修复过程受阻；体外改变Rad54B的表达，研究发现Rad54B通过影响腭板间充质细胞的增殖、凋亡、细胞周期以及腭板间充质细胞对DNA双链断裂诱导剂的敏感性，并通过调控MDM2与p53的结合改变p53的泛素化，影响腭板间充质细胞的凋亡。同时，我们通过蛋白质芯片及iTRAQ筛查唇腭裂胚胎母体血清，验证IL-12p40、RAGE可能是小鼠腭裂胚胎母体血清标志物。.我们在炎症牙髓组织及细胞检测到DNA损伤修复的存在，并发现DNA双链断裂损伤反应与牙髓细胞的炎症反应正相关。并通过敲低牙髓干细胞中Rad54B，发现Rad54B可能通过调控自噬的水平以及ERK信号通路参与牙髓炎症反应。.综合上述结果，我们基本完成了探究Rad54B及DNA损伤修复在腭发育中的功能，进一步扩展对腭裂发病机制的理解，对腭裂的预防、产前诊断以及宫内治疗提供理论基础的目的；初步探究了DNA损伤修复反应在牙髓炎症中可能存在的作用。项目资助发表核心论文4篇，SCI论文8篇，待发表2篇。培养博士3名，硕士4名。各项支出基本与预算相符，结余部分经费计划用于本项目研究后续支出。