Shh信号通路和维甲酸通路在维甲酸致小型猪腭裂中的调控机制研究

先天性唇腭裂（CLP）是颌面部最常见的先天性发育畸形，非综合征性唇腭裂占其中70%，在我国发生率为1.82‰，造成患儿颌面畸形，严重影响患儿身心健康，对患者家庭和社会造成很大负担。其病因比较复杂，维甲酸（RA）和Shh均被证实可造成小鼠和鸡腭裂发生。本课题前期研究发现Shh信号通路在小鼠胚胎颌面部发育中在不同部位不同组织具有不同时空特异性表达，阻断该通路则减弱小鼠胚胎颌面细胞增殖，小型猪作为大动物模型较小鼠与鸡在生理解剖上与人类更为接近，本课题将以此为基础，利用拥有我国自主知识产权中国实验用小型猪进行系列研究，在了解小型猪腭部正常生理发育的基础上，建立小型猪RA诱导致腭裂模型，在此基础上研究Shh信号通路和RA通路在小型猪腭部正常生理发育和腭裂形成中的功能作用机制，从而增加对Shh信号通路功能和维甲酸通路的认识，扩大对唇腭裂发病机制的了解，进一步做好早期预防及诊断，从而减少唇腭裂的发生。

先天性唇腭裂（CLP）是颌面部最常见的先天性发育畸形，在我国发生率为1.82‰，造成患儿颌面畸形，严重影响患儿身心健康，对患者家庭和社会造成很大负担。维甲酸（RA）通路和Shh信号系统均与之发病相关。小鼠和鸡是研究唇腭裂发病机制的主要动物模型。本课题前期研究发现Shh信号通路在小鼠胚胎颌面部发育中具有时空特异性表达，阻断该通路则减弱小鼠胚胎颌面细胞增殖。但由于物种差距较大，小鼠和鸡不能很好的模拟人体发育情况，小型猪作为大型哺乳动物模型较小鼠与鸡在生理解剖上与人类更为接近，本课题以此为基础，利用拥有我国自主知识产权中国实验用小型猪进行腭部发育及颌面细胞分化机制研究，获得以下结果：（1）获得了较完整的小型猪腭部发育时相和组织学、超微组织特征，发现小型猪胚胎腭部发育在时相上较小鼠更接近于人，获得了小型猪腭部发育mRNA和miRNA表达谱，这是对小型猪腭部发育的较为完整系统的研究；（2）舌的发育与腭部发育密切相关，我们观察了小型猪舌部发育，发现其较小鼠与人类更为相近，可以作为研究舌发育的大型哺乳动物模型；（3）发现Shh信号通路中的下游靶基因Gli1-3在小鼠胚胎颌面部的时空表达不一致，可能在颌面发育中具有不同的功能；（4）发现Shh信号通路在调控颌面细胞分化中的新的功能，它可抑制根尖牙乳头干细胞（SCAPs）骨向分化能力，而BMP信号通路通过抑制SHH信号系统表达来增强SCAPs的成骨/成牙本质分化能力。该研究对于Shh信号通路对颌面及牙齿干细胞分化的功能调控有了进一步了解，对干细胞的分化机制提供线索；（5）发现新的组蛋白去甲基化酶FBXL11在颌面及牙齿干细胞分化中的功能。FBXL11通过 与 BCOR 结合，增加EREG启动子组蛋白H3K4/36甲基化来抑制 EREG 的转录，实现抑制SCAPs成骨/牙本质分化的作用。该工作为研究颌面部干细胞的分化调控提供了线索；（6）发现Dpp6 mRNA在小鼠胚胎口腔颌面部附属结构中有特异表达，可考虑作为颌面发育中的基因调控靶点；（7）比较分析了骨髓间充质干细胞和牙周膜干细胞中长链非编码RNA（IncRNA）和mRNA表达谱的差异，对分析干细胞增殖分化机制提供了线索。通过以上结果，增加了对腭部及颌面部发育机制的认识，扩大了细胞分化机制的了解，增进了对唇腭裂发病机制的了解，从而进一步做好早期预防、筛查及诊断，减少唇腭裂的发生。