Bmp2和Fgf8信號在小鼠上顎和牙齒發(fā)育中的作用及機制
發(fā)布時間:2024-06-03 01:53
BMP信號和FGF信號在顱面部器官的發(fā)育過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這兩條信號通路中一些關(guān)鍵的家族成員的突變將可能導(dǎo)致人類某些綜合征的發(fā)生,例如,BMP信號中的重要配體Bmp2基因。研究表明,BMP2的功能缺失是導(dǎo)致Pierre Robin sequence(PRS)發(fā)病的原因之一。在本實驗中,我們利用Wnt1-Cre和Bmp2f/f小鼠,構(gòu)建出在神經(jīng)嵴來源的細胞中條件性敲除Bmp2基因的Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠。Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠的顱面部骨骼嚴重發(fā)育不良,表現(xiàn)出典型的PRS癥狀,即腭裂,舌頭異常抬高以及下頜后縮。為了進一步闡明PRS的致病機理以及Bmp2在顱面部發(fā)育過程中所起的作用,我們首先收集胎鼠,進行組織切片。切片的結(jié)果顯示,E14.5(胎齡14.5天)時,野生型小鼠上腭板上抬并融合,而Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板仍垂直于舌頭兩側(cè),未如期上抬,且其舌頭的高度明顯高于野生型小鼠。為了確定Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠腭裂發(fā)生...
【文章頁數(shù)】:142 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
Abstract
緒論
第一章 在小鼠顱頜面神經(jīng)嵴來源的間充質(zhì)細胞中條件性敲除Bmp2導(dǎo)致PRS
1.1 引言
1.2 材料與方法
1.2.1 實驗材料
1.2.2 實驗方法
1.3 結(jié)果
1.3.1 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠有效性驗證
1.3.2 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠整體形態(tài)觀察
1.3.3 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板上抬失敗導(dǎo)致腭裂的發(fā)生
1.3.4 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠顱面部神經(jīng)嵴細胞遷移,上腭板間充質(zhì)細胞增殖凋亡情況未受影響
1.3.5 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板發(fā)育關(guān)鍵基因表達模式與野生型小鼠一致
1.3.6 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板BMP信號活性檢測
1.3.7 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠舌頭組織細胞增殖凋亡以及分化不受影響
1.3.8 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠下頜骨和麥氏軟骨BMP信號顯著降低
1.3.9 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠下頜骨骨細胞的分化能力明顯下降
1.3.10 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠麥氏軟骨軟骨細胞的分化活動被抑制
1.3.11 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠下頜骨骨細胞和麥氏軟骨細胞的細胞增殖率顯著降低
1.4 討論
1.4.1 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠的表型可以模擬人類PRS
1.4.2 Bmp2不是影響上腭板上抬的內(nèi)在調(diào)節(jié)因子
1.4.3 Bmp2是顱面部骨和軟骨生成的關(guān)鍵性因子
第二章 早期牙齒發(fā)育中BMP之間的功能冗余和互補作用
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 實驗材料
2.2.2 實驗方法
2.3 結(jié)果
2.3.1 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齒間充質(zhì)中Bmp2被敲除
2.3.2 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齒組織形態(tài)未出現(xiàn)異常
2.3.3 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齒釉質(zhì)分化正常
2.3.4 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙胚BMP信號活性水平檢測
2.3.5 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齒發(fā)育過程中,Bmp7表達量明顯提高
2.4 討論
2.4.1 條件性敲除Bmp2對早期牙齒發(fā)育無影響
2.4.2 Bmp2和Bmp7之間的功能冗余和互補
第三章 上皮過表達Fgf8造成切牙多生牙的形成
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 實驗材料
3.2.2 實驗方法
3.3 結(jié)果
3.3.1 K14在小鼠中的表達模式
3.3.2 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠表型異常
3.3.3 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠切牙發(fā)育異常,多生牙形成
3.3.4 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠“類切牙”形成過程
3.3.5 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠“類切牙”上皮表達牙源性上皮標(biāo)記基因
3.3.6 “類切牙”上皮細胞增殖活動明顯
3.3.7 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠切牙牙釉質(zhì)分泌量有所下降
3.3.8 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠舌側(cè)上皮異位表達Sox2 蛋白
3.3.9 過表達Fgf8提高上皮p38和Erk1/2的信號活性
3.3.10 切牙上皮細胞中過表達的Fgf8信號抑制切牙間充質(zhì)Bmp4基因的表達.
3.3.11 切牙上皮細胞中過表達的Fgf8信號導(dǎo)致Wnt/β-catenin信號下調(diào)
3.4 討論
3.4.1 牙上皮過表達Fgf8可誘導(dǎo)舌側(cè)頸環(huán)細胞命運的改變,導(dǎo)致多生牙的產(chǎn)生
3.4.2 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠切牙BMP信號和Wnt/β-catenin信號受到抑制
3.4.3 Fgf8通過Erk1/2和p38胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控切牙的發(fā)育
第四章 上皮過表達Fgf8延緩磨牙發(fā)育并導(dǎo)致融合牙形成
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 實驗材料
4.2.2 實驗方法
4.3 結(jié)果
4.3.1 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠磨牙融合
4.3.2 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠磨牙分化速率延緩
4.3.3 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠磨牙組織細胞增殖率升高,凋亡率降低
4.3.4 上皮細胞中異常持續(xù)性表達的FGF8信號主要通過p38和Erk1/2胞內(nèi)信號傳導(dǎo)途徑調(diào)節(jié)磨牙的發(fā)育速率
4.3.5 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠融合牙的發(fā)生過程
4.3.6 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠第一第二磨牙分界處的細胞增殖率提高,細胞凋亡活動減弱
4.3.7 BMP和Wnt/β-catenin信號的異位激活導(dǎo)致融合牙產(chǎn)生
4.4 討論
4.4.1 牙上皮過表達Fgf8阻止第一磨牙和第二磨牙分界處內(nèi)釉上皮的正常凋亡,導(dǎo)致融合牙的產(chǎn)生
4.4.2 牙上皮過表達Fgf8導(dǎo)致多生牙的產(chǎn)生
4.4.3 Fgf8通過Erk1/2和p38胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控磨牙的發(fā)育速率
第五章 結(jié)論
附錄1
附錄2
附錄3
參考文獻
攻讀學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
個人簡歷
本文編號:3987994
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【學(xué)位級別】:博士
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Abstract
緒論
第一章 在小鼠顱頜面神經(jīng)嵴來源的間充質(zhì)細胞中條件性敲除Bmp2導(dǎo)致PRS
1.1 引言
1.2 材料與方法
1.2.1 實驗材料
1.2.2 實驗方法
1.3 結(jié)果
1.3.1 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠有效性驗證
1.3.2 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠整體形態(tài)觀察
1.3.3 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板上抬失敗導(dǎo)致腭裂的發(fā)生
1.3.4 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠顱面部神經(jīng)嵴細胞遷移,上腭板間充質(zhì)細胞增殖凋亡情況未受影響
1.3.5 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板發(fā)育關(guān)鍵基因表達模式與野生型小鼠一致
1.3.6 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板BMP信號活性檢測
1.3.7 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠舌頭組織細胞增殖凋亡以及分化不受影響
1.3.8 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠下頜骨和麥氏軟骨BMP信號顯著降低
1.3.9 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠下頜骨骨細胞的分化能力明顯下降
1.3.10 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠麥氏軟骨軟骨細胞的分化活動被抑制
1.3.11 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠下頜骨骨細胞和麥氏軟骨細胞的細胞增殖率顯著降低
1.4 討論
1.4.1 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠的表型可以模擬人類PRS
1.4.2 Bmp2不是影響上腭板上抬的內(nèi)在調(diào)節(jié)因子
1.4.3 Bmp2是顱面部骨和軟骨生成的關(guān)鍵性因子
第二章 早期牙齒發(fā)育中BMP之間的功能冗余和互補作用
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 實驗材料
2.2.2 實驗方法
2.3 結(jié)果
2.3.1 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齒間充質(zhì)中Bmp2被敲除
2.3.2 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齒組織形態(tài)未出現(xiàn)異常
2.3.3 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齒釉質(zhì)分化正常
2.3.4 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙胚BMP信號活性水平檢測
2.3.5 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齒發(fā)育過程中,Bmp7表達量明顯提高
2.4 討論
2.4.1 條件性敲除Bmp2對早期牙齒發(fā)育無影響
2.4.2 Bmp2和Bmp7之間的功能冗余和互補
第三章 上皮過表達Fgf8造成切牙多生牙的形成
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 實驗材料
3.2.2 實驗方法
3.3 結(jié)果
3.3.1 K14在小鼠中的表達模式
3.3.2 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠表型異常
3.3.3 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠切牙發(fā)育異常,多生牙形成
3.3.4 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠“類切牙”形成過程
3.3.5 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠“類切牙”上皮表達牙源性上皮標(biāo)記基因
3.3.6 “類切牙”上皮細胞增殖活動明顯
3.3.7 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠切牙牙釉質(zhì)分泌量有所下降
3.3.8 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠舌側(cè)上皮異位表達Sox2 蛋白
3.3.9 過表達Fgf8提高上皮p38和Erk1/2的信號活性
3.3.10 切牙上皮細胞中過表達的Fgf8信號抑制切牙間充質(zhì)Bmp4基因的表達.
3.3.11 切牙上皮細胞中過表達的Fgf8信號導(dǎo)致Wnt/β-catenin信號下調(diào)
3.4 討論
3.4.1 牙上皮過表達Fgf8可誘導(dǎo)舌側(cè)頸環(huán)細胞命運的改變,導(dǎo)致多生牙的產(chǎn)生
3.4.2 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠切牙BMP信號和Wnt/β-catenin信號受到抑制
3.4.3 Fgf8通過Erk1/2和p38胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控切牙的發(fā)育
第四章 上皮過表達Fgf8延緩磨牙發(fā)育并導(dǎo)致融合牙形成
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 實驗材料
4.2.2 實驗方法
4.3 結(jié)果
4.3.1 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠磨牙融合
4.3.2 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠磨牙分化速率延緩
4.3.3 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠磨牙組織細胞增殖率升高,凋亡率降低
4.3.4 上皮細胞中異常持續(xù)性表達的FGF8信號主要通過p38和Erk1/2胞內(nèi)信號傳導(dǎo)途徑調(diào)節(jié)磨牙的發(fā)育速率
4.3.5 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠融合牙的發(fā)生過程
4.3.6 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠第一第二磨牙分界處的細胞增殖率提高,細胞凋亡活動減弱
4.3.7 BMP和Wnt/β-catenin信號的異位激活導(dǎo)致融合牙產(chǎn)生
4.4 討論
4.4.1 牙上皮過表達Fgf8阻止第一磨牙和第二磨牙分界處內(nèi)釉上皮的正常凋亡,導(dǎo)致融合牙的產(chǎn)生
4.4.2 牙上皮過表達Fgf8導(dǎo)致多生牙的產(chǎn)生
4.4.3 Fgf8通過Erk1/2和p38胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控磨牙的發(fā)育速率
第五章 結(jié)論
附錄1
附錄2
附錄3
參考文獻
攻讀學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
個人簡歷
本文編號:3987994
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