SoxC转录因子在哺乳动物上腭发育中作用的遗传学研究

唇裂、唇裂合并上腭裂或单独上腭裂等是人类新生缺陷中最常见的颌面部临床表现。造成这些先天性颌面部裂的原因涉及遗传、基因突变及环境等方面的因素，其中分子及遗传学机理目前仍然不清楚。正常上腭板的发育受组织间互动作用的驱动，利用小鼠遗传学手段已显示在分子水平上涉及不同的转录因子，细胞信号分子及其受体共同组成复杂的分子信号网络控制。 Sox11,与Sox4和Sox12组成了SoxC转录因子。Sox11在小鼠胚胎上颌原基及上腭板器官发育的不同时期表达于神经嵴来源的间质细胞内及与之相邻的上皮组织，Sox11功能的缺失导致小鼠胚胎形成上腭裂或唇裂，因而Sox11有可能参与上腭及面部器官发育中组织间互动的调节。本项目计划通过利用Cre/Lox手段分别在上腭板表皮或间质内删除Sox11的功能，并通过对Sox11缺陷上腭板的发育机理的实验分析以阐明SoxC 转录因子在上腭板器官发育控制中的遗传学机理。

Sox11缺失的小鼠胚胎出现上唇裂及上腭裂表现型，而且Sox11基因表达在头面部器官包括上腭发生的部位，因此Sox11基因功能对小鼠头面部的正常发育是必要的。本项目的目标就是通过对Sox11缺失小鼠头面部器官特别是胚胎上腭发生过程的实验分析去解析Sox11核转录因子参与头面器官发育过程中的分子控制。从而为最终解释新生上腭裂形成的分子机理提供新的遗传学证据。.我们首先系统检测了Sox11基因在小鼠上腭板发育过程中的表达模式，发现整个发育过程中Sox11 的RNA表达产物在腭板上皮组织和间充质中均有分布和表达。然而，间充质或上皮组织中Sox11的缺失对腭板正常发育无影响，推测这与SoxC家族成员的功能冗余有关。因而我们利用EIIaCre小鼠诱发Sox11FxFx在全胚胎的剔除，考虑到Ella-cre表达效率对腭板表型的影响，我们筛选出稳定的全身敲除Sox11小鼠品系Sox11 +/-。整体敲除Sox11基因导致小鼠头面部发育的多方面异常并导致100%的小鼠腭裂，组织学观察发现腭裂形成的关键在于腭板不能正常抬升。一方面，Sox11-/-胚胎腭板抬升缺陷与腭板舌内侧间充质细胞增殖速度降低有关；另一方，与下颌发育异常导致舌头高度升高及其不能正常下陷有关，两个因素导致两侧腭板在整个发育过程中不能正常接触。体外器官培养证实Sox11-/-的腭板能够完成融合过程，通过对融合标志基因的原位杂交分析和凋亡分析，表明缺失Sox11的腭板也为融合这一发育过程作好准备。为了探明Sox11在腭板发育中的分子作用机制，我们通过microarray的方法来筛选其下游的靶基因，结合定量PCR、原位杂交、体外beads修复实验等验证，我们发现Sox11对腭板增殖调控是通过Fgf9分子及其受体Fgfr2来完成的。进一步我们进行了染色体免疫共沉淀和双荧光素酶报告系统分析，结果表明Sox11能够与Fgf9启动子直接结合并促进后者的转录。上述腭裂机理的阐明将为预防出生缺陷及产前诊断及提供了新的理论依据。

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