Gorlin综合征及相关疾病的分子发病机制及治疗干预研究

Gorlin综合征（GS）是一种表型复杂的常染色体显性遗传病，颌骨牙源性角化囊肿（OKC）、骨骼发育异常及皮肤基底细胞癌是常见病征。我们前期研究证实：GS患者及相关疾病可频发PTCH1突变和/或杂合性缺失，提示PTCH1失活引起Hedgehog（Hh）通路异常激活可能与GS及相关疾病的发病密切相关。然而，参与调控Hh通路的分子较多，有 PTCH1、PTCH2、SHH、SMO、SUFU以及GLI等，通路异常活化和调控与GS发病的相关性有待进一步阐明。本研究拟采用基因定位、分子遗传学、细胞遗传学及群体遗传学手段，进一步判明PTCH1及其它Hh通路分子异常在GS发病机制中的作用，进一步明确Hh通路激活与GS发病和转归的关系；以GS患者中最常见的OKC作为研究对象，采用体外细胞系和小鼠移植瘤技术，观察Hh通路特异性抑制剂对病变细胞体内、体外生长的影响，探索Hh抑制剂用于GS及相关疾病治疗的新途径。

本项目累积收集了30例Gorlin综合征（GS）家系和90例牙源性角化囊肿（OKC）患者的外周血标本和颌骨病变标本。完成了对103例（30例GS相关性和73例散发性）OKC患者的PTCH1基因突变检测，发现约83.3%的GS患者携带PTCH1突变，约35.6%的散发性OKC发生了PTCH1的体细胞突变。进一步采用与纤维囊壁分离后的OKC衬里上皮样本（19例）进行测序分析，16例（84%）中存在PTCH1基因的突变，说明以往报道较低的PTCH1突变率（35%） 可能是由于纤维囊壁间质成分的污染所致。同时，对SMO基因（10例GS相关性和20例散发性）以及SUFU基因（6例GS相关性和6例散发性）的检测未发现存在致病性突变。在30例GS患者中仅检测到2例患者携带PTCH2基因的错义突变，其病理学意义还有待证实。综上，PTCH1突变是GS相关性和散发性OKC发病的重要分子机制。我们对位于不同功能域内所发生PTCH1突变进行了功能分析，证实PTCH1突变可通过异常激活Hh通路（经典通路）促进细胞增殖，也可通过发生于PTCH1细胞内环处突变，减低与Cyclin B1的结合能力，调控细胞周期的非经典通路参与OKC的致病。. 通过对100余例OKC及其它颌骨囊肿的纤维囊壁、正常牙龈粘膜组织的成纤维细胞行体外分离、培养，对比了病变与正常组织、散发性与GS相关性OKC成纤维细胞的体外生长特点和促破骨细胞分化作用；采用高通量质谱技术，分析鉴定了在散发性与GS相关性OKC成纤维细胞中呈差异表达的蛋白，着重分析验证了一种分泌型、酸性富含半胱氨酸的蛋白-SPARC，提示该蛋白在GS相关性OKC间质细胞中的低表达可能与病变的局部侵袭性有关。. 在动物模型方面，成功建立在成牙本质细胞（OC-Cre/Smad4fl/fl）和上皮细胞（K5-Cre/Smad4fl/fl）中特异性敲除Smad4基因的小鼠模型，初步分析了其形成颌骨多发囊肿的表型特点，由于 Smad4基因缺失并没有引起Hh通路的异常激活，故原计划采用Hh抑制剂（环巴胺）阻断囊肿发生的实验没有进行。我们着重观察了在成牙本质细胞中特异性敲除b-catenin基因的表型变化，分析了该基因与牙根发育的密切关系。