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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 維甲酸誘導(dǎo)腭裂小鼠腭中Gsk-3β和Fzd3
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本研究應(yīng)用穩(wěn)定的維甲酸誘導(dǎo)的小鼠腭裂模型，借助半定量RT-PCR技術(shù)，觀察GSK-3β和Fzd3在正常腭突發(fā)育和腭裂形成不同階段的表達(dá)動(dòng)態(tài)變化，探討GSK-3β和Fzd3在腭發(fā)育過程中的作用以及維甲酸誘導(dǎo)腭裂中的發(fā)生機(jī)制。
- 詳細(xì)介紹：
- 唇腭裂是一種多基因遺傳所致的頜面部先天性畸形 ,除遺傳因素外 ,環(huán)境因素也有明顯的作用 ,因此 ,唇腭裂又稱多基因遺傳疾病[1]。唇裂是指上唇?jīng)]有能像正常人一樣形成一個(gè)完好的整體 ,而是形成一側(cè)或雙側(cè)的裂隙。輕者只出現(xiàn)上唇紅唇部的裂隙 ( I度裂 ) ,嚴(yán)重的可以出現(xiàn)從紅唇到鼻底全部裂開 (Ⅲ度裂) [1]。此時(shí) ,因患兒的上唇分裂為兩瓣或者三瓣 ,外形酷似兔嘴的形狀 ,因此民間俗稱為“兔唇 ” .腭裂指口腔里的腭部 (俗稱上膛或天膛 )出現(xiàn)裂隙,輕者僅表現(xiàn)為軟腭后部懸雍垂 (俗稱“小舌頭 ” )的裂開 ( I度裂 ) ,重者可表現(xiàn)為從軟腭到硬腭整個(gè)裂開 (Ⅲ度裂 ) [2]此時(shí) ,患兒的口鼻腔之間已沒有了正常人的口蓋來封閉 ,形成所謂的“ 狼咽 ” 。唇裂、 腭裂畸形在新生兒一般的發(fā)生率是 1 . 82 /1000[1],即每 500～600個(gè)新生兒可有一個(gè)先天性唇裂、 腭裂畸形 ,包括單獨(dú)的唇裂畸形、 單獨(dú)的腭裂畸形和兼有唇裂和腭裂的畸形。腭裂的病因復(fù)雜，是通過基因與環(huán)境因素交互作用造成的多基因易感性疾病。腭裂的致病因素中大約只有20%為遺傳因素，其它為的環(huán)境，環(huán)境因素,主要指胚胎生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境 ,特別是指在懷孕前 3個(gè)月內(nèi) ,孕婦的生理狀態(tài)及其所處環(huán)境如病毒感染，懷孕期間服用某些藥物，接受過大劑量X線照射等，而近年來人類應(yīng)用大量的化學(xué)物質(zhì)如藥物、食品添加劑、化妝品等，還有生活環(huán)境的嚴(yán)重污染，以及女性吸煙、飲酒的比例增多等，均導(dǎo)致腭裂發(fā)生機(jī)率的增加[3]。 維甲酸（retinoic acid, RA）是維生素A的衍生物，是人體機(jī)能正常生理功能所必需的，在脊椎動(dòng)物的胚胎發(fā)育、細(xì)胞分化和維持機(jī)體的正常生理狀態(tài)中起重要作用被廣泛應(yīng)用在化療藥物如治療白血病和宮頸癌等，皮膚病的治療藥物，以及日常生活中如化妝品的添加劑等。懷孕的母親很容易通過各種途徑接觸和攝入過量的維甲酸，已被證明是人類發(fā)生唇腭裂的重要環(huán)境因素之一。[] 小鼠是現(xiàn)階段科學(xué)研究中最常使用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。小鼠之所以有如此廣泛的應(yīng)用，原因在于它的基因組與人類的基因組極為相似；與人類疾病相關(guān)的基因也可以在小鼠中找到。本研究使用維甲酸作為藥物誘導(dǎo)小鼠腭裂建立穩(wěn)定的腭裂動(dòng)物模型進(jìn)行研究GSK-3β和Fzd3這兩個(gè)信號(hào)分子的表達(dá)變化模擬出基因-環(huán)境交互作用導(dǎo)致腭裂發(fā)生的致病因素，進(jìn)一步驗(yàn)證了腭裂是基因與環(huán)境因素交互作用造成的多基因易感性疾病，并且為研究腭裂的致病機(jī)制提供了實(shí)用的動(dòng)物模型。 目前的研究證實(shí)，Wnt/β-Catenin通路[4、5]中的多個(gè)信號(hào)分子參與到腭發(fā)育及腭裂的發(fā)生過程中。GSK-3β是一種多功能的絲氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)激酶, 在身體各處的細(xì)胞中他幾乎無所不在, 依賴其對(duì)底物的磷酸化作用參與多種病理生理過程并調(diào)節(jié)多種細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。 在腦中, GSK-3β的高表達(dá)與阿爾茨海默病(alzheimer's disease)、雙向情感障礙(bipolar disorder)以及亨廷頓病(huntington disease)等神經(jīng)系統(tǒng)疾病密切相關(guān)。 在胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中, GSK-3β通過調(diào)節(jié)糖原合酶的活性來影響糖原的合成，在Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中, GSK-3β的主要功能是使β-catenin的N端的絲氨酸/蘇氨酸磷酸化進(jìn)而使β-catenin降解, 從而調(diào)節(jié)β-catenin的細(xì)胞內(nèi)含量、定位和功能是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。GSK-3β與蛋白-絲氨酸激酶有密切的關(guān)聯(lián)，在胚胎發(fā)育和成體組織的細(xì)胞增殖中作為wnt信號(hào)通路中抑制元件。Fzd3分泌型糖蛋白Wnt的細(xì)胞膜上受體，為7次跨膜蛋白，結(jié)構(gòu)類似于G蛋白偶聯(lián)型受體。FZD胞外的N端有一個(gè)富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域（cysteine rich domain, CRD），能與Wnt結(jié)合。 研究細(xì)胞因子、受體和信號(hào)分子通路在基因表達(dá)調(diào)控中的作用，是進(jìn)行腭裂致病機(jī)制研究的關(guān)鍵所在。只有找出參與維甲酸誘導(dǎo)腭裂的信號(hào)分子，并掌握這些信號(hào)分子在腭突發(fā)育過程中的調(diào)控作用及其相互之間的網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)，才能真正在分子水平上明確腭裂的發(fā)病機(jī)制。為進(jìn)一步探討腭裂發(fā)生機(jī)制，本研究應(yīng)用穩(wěn)定的維甲酸誘導(dǎo)的小鼠腭裂模型，借助半定量RT-PCR技術(shù)，觀察GSK-3β和Fzd3在正常腭突發(fā)育和腭裂形成不同階段的表達(dá)動(dòng)態(tài)變化，探討GSK-3β和Fzd3在腭發(fā)育過程中的作用以及維甲酸誘導(dǎo)腭裂中的發(fā)生機(jī)制。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 通過基因篩選出與維甲酸誘導(dǎo)腭裂相關(guān)的Wnt通路中的GSK-3β和Fzd3信號(hào)分子，分別觀察上述兩個(gè)信號(hào)分子在胚胎期正常腭突發(fā)育和腭裂形成不同階段的表達(dá)動(dòng)態(tài)變化，探討其在腭發(fā)育過程中的作用以及維甲酸在誘導(dǎo)腭裂中的發(fā)生機(jī)制。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 利用小鼠模擬人體先天性唇腭裂，探討本實(shí)驗(yàn)中三個(gè)基因在維甲酸通路中的作用。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 近年來人類應(yīng)用大量的化學(xué)物質(zhì)如藥物、食物添加劑、化妝品等，還有生活環(huán)境的嚴(yán)重污染，以及女性吸煙、飲酒的比例增多等，均導(dǎo)致腭裂發(fā)生機(jī)率的增加。人易通過各種途徑接觸和攝入過量的維甲酸，已被證明是人類發(fā)生唇腭裂的重要環(huán)境因素之一 。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 目的 通過基因篩選出與維甲酸誘導(dǎo)腭裂相關(guān)的Wnt通路中的GSK-3β和Fzd3信號(hào)分子，分別觀察上述兩個(gè)信號(hào)分子在胚胎期正常腭突發(fā)育和腭裂形成不同階段的表達(dá)動(dòng)態(tài)變化，探討其在腭發(fā)育過程中的作用以及維甲酸在誘導(dǎo)腭裂中的發(fā)生機(jī)制。 方法 在SPF級(jí)ICR孕鼠妊娠第10d給予維甲酸（100mg/kg）誘導(dǎo)腭裂小鼠建立腭裂動(dòng)物模型。以0.5天為時(shí)間點(diǎn)，取胚胎13.5天（embryo day 18， ED13）至胚胎15天（embryo day 15,ED15）的對(duì)照組及實(shí)驗(yàn)組的腭突組織，應(yīng)用半定量RT-PCR技術(shù)檢測(cè)GSK-3β和Fzd3信號(hào)分子在ED13.5-ED15的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中表達(dá)變化。 結(jié)果 1、在ED13.5- ED15對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組腭突發(fā)育的各時(shí)期中，GSK-3β和Fzd3信號(hào)分子持續(xù)性高表達(dá)呈動(dòng)態(tài)變化。2、在ED13.5- ED15，GSK-3β、 Fzd3的實(shí)驗(yàn)組腭突發(fā)育的各時(shí)期中信號(hào)分子表達(dá)高于正常對(duì)照組（P<0.05）。 結(jié)論 Wnt通路中GSK-3β和 Fzd3信號(hào)分子參與了小鼠胚胎繼發(fā)腭的正常發(fā)育過程，腭裂的發(fā)生與它們的異常表達(dá)。
獲獎(jiǎng)情況
- 大連醫(yī)科大學(xué)第五屆科技創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- [ 1 ] 邱蔚六,口腔頜面外科學(xué) [M ].第 6版,北京:人民衛(wèi)生出版社, 2008: 377～379. [ 2 ] 邱蔚六,口腔頜面外科學(xué) [M ].第 6版,北京:人民衛(wèi)生出版社, 2008: 408. [ 3 ] 王景暉，唇腭裂發(fā)病原因及防治[J]. 甘肅醫(yī)藥 2009年 2月第 28卷第 1期 [ 4 ]Stump RJ, Ang S, Chen Y, et al. A role for Wnt/beta-catenin signaling in lens epithelial differentiation [J]. Dev Biol, 2003, 259(1): 48-61.
同類課題研究水平概述
- 腭裂的病因復(fù)雜，是通過基因與環(huán)境因素交互作用造成的多基因易感性疾病。腭裂的致病因素中大約只有20%為遺傳因素，其它為的環(huán)境。 而近年來人類應(yīng)用大量的化學(xué)物質(zhì)如藥物、食品添加劑、化妝品等，還有生活環(huán)境的嚴(yán)重污染，以及女性吸煙、飲酒的比例增多等，均導(dǎo)致腭裂發(fā)生機(jī)率的增加。維甲酸（retinoic acid, RA）是維生素A的衍生物，是人體機(jī)能正常生理功能所必需的，在脊椎動(dòng)物的胚胎發(fā)育、細(xì)胞分化和維持機(jī)體的正常生理狀態(tài)中起重要作用被廣泛應(yīng)用在化療藥物如治療白血病和宮頸癌等，皮膚病的治療藥物，以及日常生活中如化妝品的添加劑等。懷孕的母親很容易通過各種途徑接觸和攝入過量的維甲酸，已被證明是人類發(fā)生唇腭裂的重要環(huán)境因素之一。目前的研究證實(shí)，Wnt/β-Catenin通路中的多個(gè)信號(hào)分子參與到腭發(fā)育及腭裂的發(fā)生過程中。GSK-3β是一種多功能的絲氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)激酶, 在身體各處的細(xì)胞中他幾乎無所不在, 依賴其對(duì)底物的磷酸化作用參與多種病理生理過程并調(diào)節(jié)多種細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。
