利用Cornelia De Lange综合征小鼠模型评价NIPBL基因在长骨发育中的作用及其调控机制

Cornelia de Lange syndrome (CdLS) is a hereditary disease associated with severe cognitive impairment and bone malformation, the nipbl gene is the pathogenic gene for the autosomal dominant cases, mutation of NIPBL gene leading to abnormal expression of some factors in the Wnt/PCP signaling pathway ,may be related to the formation of biological mechanism in the CdLS bone development malformation.This plans on the basis of the preliminary study through the comprehensive animal models and the vitro cell culture, use the methods with the molecular biology and the morphology, we research the effect of NIPBL gene on the proliferation and differentiation of mesenchymal stem cells and osteoblasts. and explain the roles about the effect between the gene expression and the molecules of Wnt/PCP pathway signaling in the long bone development .

Cornelia de Lange综合征（CdLS）是一种伴有严重认知障碍及骨发育畸形的遗传性疾病，NIPBL 基因是其常染色体显性遗传病例的致病基因，NIPBL基因突变导致Wnt/PCP通路信号分子表达异常可能与CdLS 骨发育畸形生物学机制形成有关。本课题拟在前期研究基础上，综合动物模型和离体细胞培养，从分子生物学和形态学方面，通过研究 NIPBL 基因对间充质干细胞和成骨细胞增殖分化的影响，阐明该基因对Wnt/PCP通路各信号分子表达的影响在长骨发育中的作用。

项目背景：CorneliadeLange综合征（CdLS）是一种伴有严重认知障碍的遗传性疾病， 主要表现有严重的宫内和出生后生长迟缓、认知障碍、具有特征性的特殊面容和 上肢缺陷。NIPBL基因是 CdLS 的主要致病基因，NIPBL剔除的小鼠 CdLS模型研究显示，有骨骼发育的异常。但目前对 NIPBL基因突变导致 CdLS发病的骨骼发育异常机制并未明确。.研究内容：（1）NIPBL基因缺陷模型小鼠的建立；（2）NIPBL基因缺陷对胎鼠肢芽发育的影响；NIPBL基因缺陷对肢芽 ZPA区 SHH 基因表达的影响；（3）NIPBL基因缺陷对Wnt5a 基因表达的影响；（4）NIPBL基因对小鼠骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的影响；（5）NIPBL基因对骨髓间充质干细胞成软骨分化和成脂分化的影响。.重要结果及关键数据：（1）NIPBL 基因敲除小鼠模型的验证结果显示基因敲出成功，以NIPBL+/-胎鼠为实验组、NIPBL+/+胎鼠为对照组。（2）对照组的Wnt5a、Shh mRNA 和蛋白水平在各个时间点均高于实验组（P<0.05）。对照组及实验组 Wnt5a、Shh mRNA 和蛋白水 平 在 不 同 时 间 点 比 较 差 异 均 有 统 计 学 意 义（P<0.05）。（3）敲除NIPBL基因后，小鼠骨髓间充质干细胞增殖能力降低，成骨诱导后，实验组成骨相关基因OCN、Runx2基因mRNA和蛋白表达量均显著低于对照组(P < 0.05）（4）抑制NIPBL基因表达后，小鼠骨髓间充质干细胞成软骨和成脂诱导分化，实验组成软骨和成脂相关基因SOX-9、COL2A1、PPAR-γ基因转录及蛋白表达水平均低于对照组。.科学意义：以上实验结果表明：NIPBL基因的缺失降低Wnt5a 和 Shh 基因的表达，降低了小鼠骨髓间充质干细胞增殖能力以及成骨、成软骨和成脂分化能力。其机制可能是NIPBL基因通过对wnt信号通路的调控来影响骨髓间充质干细胞增殖分化。为探索CorneliadeLange综合征的发病机制和治疗方案提供了新思路。