TGFβ信号通路在雌激素诱导小鼠尿道下裂发生中的作用及影响

我们在前期研究中运用雌激素成功诱导出雄性小鼠尿道下裂模型并发现了雌激素诱导尿道发育畸形的关键基因ATF3。研究中我们还发现大剂量雌激素下仍有20-30%雄性后代不出现尿道下裂，是什么机制抵御了雌激素的尿道致畸作用？处于尿道下裂相关基因ATF3和雌激素受体信号中心的TGFβ信号在雌激素致畸中扮演了什么角色？本研究通过运用小鼠TGFβ/BMP信号通路基因芯片获取雌激素诱导下尿道下裂和同等条件诱导下未发生下裂小鼠之间的TGFβ信号转导通路相关基因表达差异谱，从基因表达水平探寻抵抗雌激素致畸作用的可能机制；利用动物模型和体外生殖结节器官培养技术从体内和体外两个方面研究雌激素对尿道发育的影响机制、对TGF-β信号的调控以及TGF-β信号在雌激素诱导尿道下裂中所扮演的角色，以期为该病的预防提供依据，甚至为将来的基因治疗提供线索。

本研究通过构建标准的雌激素诱导尿道下裂模型，在此基础上通过小鼠TGFβ/BMP信号通路基因芯片获取雌激素诱导下尿道下裂和同等诱导背景下未发生下裂小鼠之间的TGFβ信号转导通路相关基因表达差异谱，为探寻抵抗雌激素致畸作用的可能机制寻找候选基因。.1、尿道下裂模型构建：我们用不同剂量的雌二醇（E2）给孕12.5～17.5d C57小鼠灌胃，结果显示随着雌激素剂量的增加，雄性后代出现尿道下裂的比例增加，肛门与生殖器间距离（ADG）在缩短，当雌激素＞100μg/Kg/d时，胎鼠死亡率在增加，50μg/Kg/d被认为是理想的建模剂量。雌激素诱导尿道下裂模型的成功构建为进一步研究雌激素诱导尿道下裂作用机制提供了有力工具。.2、TGFβ/BMP信号通路基因芯片研究显示雌激素能明显上调生殖结节上皮TGFβ/BMP传导途径中多个基因的表达，与正常对照相比，雌激素诱导后尿道下裂生殖结节上皮中上调的基因有32个，下调的有3个，诱导后仍正常表型的生殖结节中表达上调基因有27个，下调的也有3个，进一步比较在雌激素诱导的相同背景下尿道下裂和非下裂之间的基因表达差异，有尿道下裂表型的较无下裂表型的相比有10个表达上调，1个下调。综合分析，我们筛选出7个基因值得进一步研究，包括Acvr1、Bmp5、Mecom、Serpine1、Smad3、Tgfbr3、Tnfsf10，它们有一个共同的变化，那就是在尿道下裂中表达明显增加，而无下裂组和正常生殖结节组之间无明显差异，本研究为进一步寻找雌激素破坏尿道发育的抵抗因素提供了研究的候选基因。.3、雌激素对TGF-β1的表达是明显上调的，而且主要上调的部位在间充质，雌激素并未引起尿道上皮中TGF-β1表达的明显变化；而雌激素对TGFβRⅢ表达的影响有所不同，尿道下裂表型生殖结节中TGFβRⅢ明显高表达，表达部位主要位于尿道上皮中，而在正常对照和雌激素诱导后而正常表型生殖结节中TGFβRⅢ表达无明显差异， 尿道下裂的发生与尿道发育中TGF-β1、TGFβRⅢ特异时空表达特点的破坏发生了明显的关系。.4、本研究属于前期探索性研究，完成了计划内容，找到了候选基因，研究期间我们进一步完善了生殖结节体外培养模型的构建并获得发明专利 (CN 101712946A)，为后续候选基因的调控研究提供了工具。