先天缺牙新致病基因WNT10B的认定及致病机制探索

Congenitally Missing Tooth is the most common dental genetic developmental disease in clinic, but its pathogenesis is not clear. Currently, mutation in many genes can cause congenitally missing tooth, however, gene mutation still can not be detect in a large part of patients with congenital missing teeth. To discover and identify new disease genes of congenital missing teeth has been the hotspot and difficulty in the field. Our latest study found WNT10B mutations in patients with congenital missing teeth. We, for the first time in the world, propose the hypothesis that WNT10B mutation can cause congenital missing teeth. We plan to expand screening sample size and identify WNT10B as pathogenetic gene for congenital missing teeth. Next, we will use information biology to analyze the effect of WNT10B mutation on protein function. We also plan to cultivate the WNT10B mutation cells from patients and cells in the regulation of the expression of WNT10B. Explore the pathogenic mechanism of WNT10B in vitro experiments. This study is expected in the international arena for the first time to report a novel disease genes for congenital missing teeth and unveil novel mechanism of tooth development and congenital missing teeth. Also, this study can bring more help for clinical diagnosis, genetic counseling and treatment of congenital missing.

先天缺牙是口腔临床最常见的遗传发育性疾病，但其致病机制并不明确。目前有多个基因的突变可以导致先天缺牙，然而仍有很大一部分先天缺牙患者检测不出已知致病基因的突变。发现和探索先天缺牙的新致病基因一直是该领域的热点和难点。课题组已经在中国人群中发现了多个先天缺牙的基因突变，我们的最新研究在先天缺牙患者中发现了WNT10B基因突变。这是国际上首次发现“WNT10B基因突变可能导致先天缺牙的发生”。本课题拟扩大筛查样本数量，完成WNT10B是先天缺牙新致病基因的认定；利用信息生物学分析WNT10B突变对蛋白质功能的影响；利用患者突变WNT10B的细胞及体外调控WNT10B表达的细胞进行体外实验，探索WNT10B突变导致先天缺牙的致病机制。本研究有望在国际上首次报道一个新的先天缺牙致病基因，为研究先天缺牙的病因机制提供新的理论依据，也能为先天缺牙的临床诊断、遗传咨询及治疗带来更多的帮助。

先天缺牙是口腔临床最常见的遗传发育性疾病，但其致病机制并不明确。目前有多个基因 的突变可以导致先天缺牙，然而仍有很大一部分先天缺牙患者检测不出已知致病基因的突变。发现和探索先天缺牙的新致病基因一直是该领域的热点和难点。本项目完成了200例先天缺牙患者的突变基因筛查，共发现11例 PAX9基因突变、1例DLX3基因突变、1例MSX1基因突变和1例IKBKG基因突变。其中多个突变为新突变及罕见突变，进一步扩大了先天缺牙的突变图谱。综合筛查结果，本项目对11例 PAX9基因突变、1例DLX3基因突变、1例MSX1基因突变、1例IKBKG基因突变及计划中的WNT10B基因突变都分别进行了功能研究。对WNT10B的研究包括：1）WNT10B突变（c.849C>A、c.786G>A、c.851T>G和 c.569C>G）进行蛋白质二维结构突变及三维结构预测分析均显示存在蛋白质功能改变；2）完成了WNT10B及Wnt10b慢病毒系统的构建，分别转染hBMSCs细胞及LS8细胞后分析对成骨、成脂分化及釉质发育相关信号通路的调控的影响。研究显示WNT10B对人骨髓间充质干细胞的成骨有促进、对成脂有抑制；Wnt10b对LS8细胞成釉有促进作用。本研究对突变筛查的结果的多个基因（PAX9、MSX1、DLX3和IKBKG）及计划中的WNT10B基因都进行了分析及功能研究，为研究先天缺牙的病因机制提供新的理论依据，为临床的先天缺牙病因诊断及遗传咨询提供了理论基础，已经对DLX3突变家系进行了遗传咨询并协助产科产前诊断，成功使患者生下健康宝宝。共发表SCI论文3篇，包括口腔医学顶级期刊Journal of Dental Research，发表中文核心期刊2篇。协助培养博士研究生2名。