Wnt7a调节腭帆提肌扩增规律的实验研究

Though the surgical technique of palatoplasty has greatly improved, velopharyngeal insufficiency (VPI) remains a tough post-operative complication to 10-20% patients, whose living standard is largely impaired. Inadequate length of the soft palate and a lack of muscle mass constitute the main cause for the defiency. Thus, to enhance the length and volume of the soft palate muscle, especially the levator veli palatini(LVP), via methods in molecular biology, might be a promising approach to ameliorating VPI after palatoplasty. Recent years has seen intensive researches on Wnt signaling pathway, which has become a hotspot in the pathogenesis of cleft palate. Meanwhile, Wnt7a, a member of the Wnt family, proves to be a promising candidate for development as an ameliorative treatment for muscular astrophy. Our study aims to explore the regular pattern Wnt7a might have in dealing with LVP, and the potential interaction Wnt7a might have with other factors known to promote or inhibit muscle growth. Myoblast primary culture, electromyography and methods in molecular biology are applied to examine the effect of Wnt7a, with different dose and action time, has on the LVP muscle from an organic, cellular, and molecular angle. The study may serve as an early stage of feasibility study of clinical use, and is likely to provide fundamental support for a brand new therapy for the combined and sequencial treatment of cleft palate.

目前的腭裂整复技术虽然较前已有明显改进，但仍存在10-20%腭裂患者术后腭咽闭合不全，严重影响了患者的生存质量。究其原因，我们发现软腭长度和体积的不足是最主要的影响因素。因此，利用生物学手段增加软腭长度和体积，尤其是腭帆提肌的组织量，将是改进腭裂患者术后腭咽闭合的新途径。近年来研究发现Wnt信号通路在腭裂的发生中起着重要作用，已成为腭裂发病机制中的研究热点，同时，Wnt家族之一的Wnt7a作为实验治疗肌肉营养和发育不足的潜在效果最佳。为此，本课题拟通过将不同浓度的Wnt7a作用于在体的大鼠腭帆提肌和体外培养的腭裂患者的腭帆提肌细胞，在连续时间点，应用分子生物学、肌电实验等技术，从器官、细胞、分子层面体内体外多角度来研究Wnt7a调节腭帆提肌扩增的规律，并摸索其与其他生长因子协同或拮抗剂联合使用时腭帆提肌的扩增规律，阐明Wnt7a扩增腭帆提肌的机制和技术标准，为开展腭裂治疗新方法奠定基础。

研究背景：腭帆提肌是实现腭咽闭合过程中最为重要的肌肉，是腭裂整复术关注的重点。腭裂整复术发展至今，仍有高达40%的术后患者，存在腭咽闭合不全。研究发现，腭裂患者的腭帆提肌存在先天发育不足，若能在手术同时辅以生物治疗的手段扩增腭帆提肌，将会进一步改善患者的腭咽闭合功能。Wnt7a是一个有效的骨骼肌生长因子，但其研究仅限于四肢肌肉。考虑到颌面部肌肉和四肢肌肉的差异，我们选择Wnt7a这一最具有临床应用前景的骨骼肌生长因子，探究它对于腭帆提肌是否具有扩增作用。..研究内容：围绕“Wnt7a能否扩增大鼠腭帆提肌”进行了如下研究：1. 研究大鼠腭帆提肌和胫骨前肌在组织学和分子生物学方面的差异；2. 建立大鼠腭帆提肌的研究方法体系；3. 人重组Wnt7a蛋白注射大鼠腭帆提肌的效果观察，以及与胫骨前肌的效果比较；4. 人重组Wnt7a蛋白注射促进骨骼肌再生的机制探讨。..研究结果：1. 大鼠腭帆提肌在肌纤维类型构成、肌肉干细胞比例、Wnt信号通路的关键分子的表达水平和肌肉扩增潜能方面，跟胫骨前肌具有显著的不同；2. 建立了经由大鼠口内注射腭帆提肌的方法，该方法安全有效，可重复性高；3. 证实了Wnt7a对于大鼠腭帆提肌具有促进干细胞扩增、促进肌纤维增生和肥大的作用；Wnt7a对于大鼠胫骨前肌同样具有促进卫星细胞扩增的作用，但后者扩增幅度更大；Wnt7a引起不同肌肉中肌纤维类型的不同方向的转变；4. 虽然Wnt7a具有扩增四肢肌肉和颌面部肌肉的功能，但在扩增不同肌肉的机制上存在差异。Wnt7a具有促进肌纤维增生的作用，这一作用可能与Wnt 和Myostatin通路的相互作用有关。..科学意义：1. 本研究建立了经由大鼠口内注射腭帆提肌的方法，为筛选促进腭帆提肌肌肉再生的生长因子提供了先决条件，奠定了进一步研究腭帆提肌再生的基础；2. 本研究首次发现Wnt7a具有促进肌纤维增生的作用，并证实这一作用与Myostatin通路相关，为Wnt通路和Myostatin通路在骨骼肌再生中的交互作用提供实验支持；3. 本研究从颌面部肌肉再生切入，为骨骼肌再生提供了新的视角，并为腭裂的生物治疗奠定了实验基础。