Osr2通过细胞粘附分子Cadm3调控腭部发育的分子机制研究

批准号:
81900987
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
傅夏洲
依托单位:
学科分类:
H1501.口腔颅颌面组织器官生长发育相关疾病
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
腭裂是常见的先天发育缺陷,其分子致病机制尚未研究清楚。小鼠由于腭部发育模式与人类相似,常用于制作腭裂动物模型。研究发现,Osr2基因敲除小鼠因腭间充质细胞增殖减慢而导致腭裂,表明Osr2是调控腭部发育的关键基因。本项目前期构建了Osr2RFP/LacZ基因敲除小鼠,在完全破坏Osr2基因功能的基础上插入RFP标签。通过RNA-seq和ChIP-seq高通量测序发现,细胞粘附分子Cadm3在Osr2基因敲除小鼠的腭间充质细胞中表达量显著下降。体外腭突组织培养挽救实验发现,补偿Cadm3可以挽救Osr2缺失导致的腭裂表型。基于以上发现,本项目利用该小鼠模型,通过分析Osr2在Cadm3基因转录调控区域的结合位点,研究Osr2调控Cadm3基因表达的分子机制;通过分析Cadm3激活的下游分子信号通路,研究Osr2通过Cadm3调控腭间充质细胞增殖的分子机制,为完善腭部发育的分子调控网络奠定基础。
英文摘要
Cleft palate is a common congenital developmental defect in humans. The molecular etiology of the cleft palate remains unknown. The morphogenetic pattern and gene expression of palate is similar between mice and human, thus, it is often used to make the animal model of cleft palate. The knockout of Osr2 gene may lead to cleft palatal due to slow palatal mesenchymal cell proliferation, indicating that Osr2 transcription factor is a key intrinsic regulator of palatogenesis. We first isolated palatal mesenchyme cells from the Osr2RFP/LacZ mutant mouse embryos and performed whole transcriptome RNA-seq and ChIP-seq high-throughput sequencing analyses in the early stage of our project. We found that the expression of cell adhesion molecule Cadm3 in palatal mesenchymal cells of Osr2 knockout mice decreased significantly. In vitro palatal tissue culture rescue experiment confirmed that the compensation of Cadm3 could partially rescue the palatal developmental defects caused by Osr2 deficiency. In this study, we use Osr2RFP/LacZ mouse to study the molecular mechanism of Osr2 regulating Cadm3 expression by analyzing the binding sites of Osr2 in the transcription regulation region of Cadm3. We plan to investigate the downstream signaling pathway molecules activated by Cadm3 and the molecular mechanism of Osr2's regulation of palatal mesenchymal cell proliferation through Cadm3. This project provides a basis for elucidating the molecular regulatory network of palatogenesis.
腭裂是常见的先天发育畸形,腭裂患者在哺乳、语音、听觉和社会认知上具有明显障碍。腭部的发育过程具有严格的时间和空间特异性,研究腭间充质细胞的增殖的分子调控机制,是阐明腭裂分子致病机制的关键。课题组以项目任务书为指导原则和基础,基于前期对Osr2RFP/LacZ基因敲除小鼠模型腭间充质细胞的RNA-seq和ChIP-seq高通量测序结果,完成了Osr2通过调控Cadm3基因的表达影响腭间充质细胞增殖的分子作用机制研究,并探索其下游信号通路。我们的研究发现:①Cadm3是Osr2基因的直接下游靶基因,Osr2通过结合在Cadm3基因的启动子区域,调控Cadm3基因的表达;②Cadm3基因在腭突的生长的过程,而不是在腭板的融合过程中发挥主要功能;③CADM3通过PI3K/Akt/CyclinD1信号通路调控腭间充质细胞增殖,维持腭部正常发育;④补偿CADM3蛋白可以部分挽救因Osr2基因敲除导致的腭部发育缺陷;⑤课题组进一步深入研究发现,Osr2在腭间充质细胞特异表达,并且在软腭区域显著高表达;Tbx15只在软腭中表达,在硬腭中不表达;Tbx22只在腭后部间充质细胞中表达。Osr2与转录因子Tbx基因家族发挥协同作用,在调控软腭的发育的过程中起到关键作用。我们的研究发现了Osr2调控Cadm3基因表达的分子机制;从细胞粘附分子-腭间充质细胞增殖角度研究Osr2通过调控Cadm3基因的表达影响腭间充质细胞增殖的分子作用机制和下游信号通路;进一步发现Osr2和Tbx基因家族共同调控软腭发育的重要机制,完善了腭间充质细胞在胚胎早期发育过程中的分子调控网络,为研究腭裂的致病机制提供新的理论依据。
期刊论文列表
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Mutations in the TBX15‐ADAMTS2 pathway associate with a novel soft palate dysplasia
TBX15-ADAMTS2 通路突变与新型软腭发育不良相关
DOI:10.1002/humu.24473
发表时间:2022-09
期刊:Human Mutation
影响因子:3.9
作者:Yuying Zhang;Jian Li;Yaoting Ji;Yibin Cheng;Xiazhou Fu
通讯作者:Xiazhou Fu
Real-Time Image-Guided Navigation in the Management of Alveolar Cleft Repair
实时图像引导导航在牙槽裂修复治疗中的应用
DOI:10.1177/10556656211057744
发表时间:2021-11
期刊:The Cleft Palate-Craniofacial Journal
影响因子:--
作者:Yuying Zhang;Jiawei Dai;Xiazhou Fu;Jiegang Yang;Yuchuan Fu;Jian Li
通讯作者:Jian Li
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