BMP信号通路在先天性肠无神经节细胞症发生中的作用及机制研究

Aganglionosis, or Hirschsprung disease, is a frequent congenital malformation of the alimentary tract, arises from disordered motor function of the distal tract including the internal anal sphincter, the absence of parasympathetic intramural ganglion cells in the hindgut resulting in intestinal obstruction in neonates and severe constipation in infants and adults.Some signaling pathways (such as BMP) involved in the differentiation and proliferation of neural crest stem cells. In this study, we focus on the neural crest stem cells, using the culture of neural crest stem cells in vitro, the zebrafish model and RNA Inhibition in postimplantation mouse embryos,three levels to research the role of BMP signal pathway on neural crest stem cells in intestinal migration, proliferation, differentiation and other aspects.To investigate the mechanism of action of BMP signal in the enteric nervous system development.To clear the mechanism of BMP signal pathway involved in the occurrence of aganglionosis.This results maybe obtained theoretical foundation for the treatment of aganglionosis from the signal functional aspects,and experimental basis for disease prenatal diagnosis and etiology of aganglionosis prevention and control.

肠无神经节细胞症是消化道先天畸形中最具代表性的疾病之一，胚胎期外胚层来源的神经嵴干细胞在原肠口端向尾端移行过程中发生障碍和神经嵴干细胞不能很好的在肠道增殖、分化是先天性肠无神经节细胞症发生的主要机制。多种信号通路（如BMP等）参与了神经嵴干细胞的分化、增殖。本课题拟以神经嵴干细胞为研究对象,采用神经嵴干细胞体外分离培养、斑马鱼模式动物模型和跨胎盘RNA 干扰技术从体外实验研究、低等模式动物（斑马鱼）、高等哺乳动物（小鼠），三个层次逐步深入研究BMP 信号通路对神经嵴干细胞在肠道的迁移、增殖、分化等多方面的影响，明确BMP 信号通路在肠神经系统发育中的作用机制，阐明BMP 信号通路参与先天性肠无神经节细胞症发生的作用机理，并从信号功能学方面对其治疗提供理论依据，该研究结果亦可为此疾病的产前诊断和病因防治提供实验基础和依据。

肠神经系统（ENS）是从神经嵴细胞（NCCs）发育而来。NCC在结肠内的迁移异常会导致不同肠段的肠神经系统发育异常从而导致先天性肠无神经节细胞症（HSCR）的发生。据报道，骨形态发生蛋白（BMP）在细胞增殖、迁移和ENS及NCC的存活中发挥着广泛的作用，但是，BMP是否参与HSCR的发生且发挥重要作用，这仍是未知的。在这项研究中我们发现，BMP家族中仅BMP2分子的表达在HSCR患者中大幅度下降。为在体内试验中研究BMP2在HSCR发生中的具体作用，我们应用斑马鱼来展示了BMP信号通路在调节细胞增殖和迷走神经NCC的迁移中的作用，并发现BMP2还在肠平滑肌的正常发育中发挥重要作用。此外，我们发现BMP2参与胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）信号通路并受其调节，这说明BMP-GDNF级联反应在肠道和ENS发育中具有中心调节作用。我们的结果证明BMP2的受GDNF调节在HSCR发生中起关键作用。