Bmp2和Fgf8信号在小鼠上颚和牙齿发育中的作用及机制
发布时间：2024-06-03 01:53
BMP信号和FGF信号在颅面部器官的发育过程中发挥着至关重要的作用。这两条信号通路中一些关键的家族成员的突变将可能导致人类某些综合征的发生,例如,BMP信号中的重要配体Bmp2基因。研究表明,BMP2的功能缺失是导致Pierre Robin sequence(PRS)发病的原因之一。在本实验中,我们利用Wnt1-Cre和Bmp2f/f小鼠,构建出在神经嵴来源的细胞中条件性敲除Bmp2基因的Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠。Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠的颅面部骨骼严重发育不良,表现出典型的PRS症状,即腭裂,舌头异常抬高以及下颌后缩。为了进一步阐明PRS的致病机理以及Bmp2在颅面部发育过程中所起的作用,我们首先收集胎鼠,进行组织切片。切片的结果显示,E14.5(胎龄14.5天)时,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头两侧,未如期上抬,且其舌头的高度明显高于野生型小鼠。为了确定Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠腭裂发生...
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
绪论
第一章 在小鼠颅颌面神经嵴来源的间充质细胞中条件性敲除Bmp2导致PRS
1.1 引言
1.2 材料与方法
1.2.1 实验材料
1.2.2 实验方法
1.3 结果
1.3.1 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠有效性验证
1.3.2 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠整体形态观察
1.3.3 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板上抬失败导致腭裂的发生
1.3.4 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠颅面部神经嵴细胞迁移,上腭板间充质细胞增殖凋亡情况未受影响
1.3.5 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板发育关键基因表达模式与野生型小鼠一致
1.3.6 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板BMP信号活性检测
1.3.7 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠舌头组织细胞增殖凋亡以及分化不受影响
1.3.8 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠下颌骨和麦氏软骨BMP信号显著降低
1.3.9 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠下颌骨骨细胞的分化能力明显下降
1.3.10 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠麦氏软骨软骨细胞的分化活动被抑制
1.3.11 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠下颌骨骨细胞和麦氏软骨细胞的细胞增殖率显著降低
1.4 讨论
1.4.1 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠的表型可以模拟人类PRS
1.4.2 Bmp2不是影响上腭板上抬的内在调节因子
1.4.3 Bmp2是颅面部骨和软骨生成的关键性因子
第二章 早期牙齿发育中BMP之间的功能冗余和互补作用
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验方法
2.3 结果
2.3.1 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齿间充质中Bmp2被敲除
2.3.2 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齿组织形态未出现异常
2.3.3 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齿釉质分化正常
2.3.4 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙胚BMP信号活性水平检测
2.3.5 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齿发育过程中,Bmp7表达量明显提高
2.4 讨论
2.4.1 条件性敲除Bmp2对早期牙齿发育无影响
2.4.2 Bmp2和Bmp7之间的功能冗余和互补
第三章 上皮过表达Fgf8造成切牙多生牙的形成
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验方法
3.3 结果
3.3.1 K14在小鼠中的表达模式
3.3.2 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠表型异常
3.3.3 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠切牙发育异常,多生牙形成
3.3.4 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠“类切牙”形成过程
3.3.5 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠“类切牙”上皮表达牙源性上皮标记基因
3.3.6 “类切牙”上皮细胞增殖活动明显
3.3.7 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠切牙牙釉质分泌量有所下降
3.3.8 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠舌侧上皮异位表达Sox2 蛋白
3.3.9 过表达Fgf8提高上皮p38和Erk1/2的信号活性
3.3.10 切牙上皮细胞中过表达的Fgf8信号抑制切牙间充质Bmp4基因的表达.
3.3.11 切牙上皮细胞中过表达的Fgf8信号导致Wnt/β-catenin信号下调
3.4 讨论
3.4.1 牙上皮过表达Fgf8可诱导舌侧颈环细胞命运的改变,导致多生牙的产生
3.4.2 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠切牙BMP信号和Wnt/β-catenin信号受到抑制
3.4.3 Fgf8通过Erk1/2和p38胞内信号转导通路调控切牙的发育
第四章 上皮过表达Fgf8延缓磨牙发育并导致融合牙形成
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 实验材料
4.2.2 实验方法
4.3 结果
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缓
4.3.3 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠磨牙组织细胞增殖率升高,凋亡率降低
4.3.4 上皮细胞中异常持续性表达的FGF8信号主要通过p38和Erk1/2胞内信号传导途径调节磨牙的发育速率
4.3.5 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠融合牙的发生过程
4.3.6 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠第一第二磨牙分界处的细胞增殖率提高,细胞凋亡活动减弱
4.3.7 BMP和Wnt/β-catenin信号的异位激活导致融合牙产生
4.4 讨论
4.4.1 牙上皮过表达Fgf8阻止第一磨牙和第二磨牙分界处内釉上皮的正常凋亡,导致融合牙的产生
4.4.2 牙上皮过表达Fgf8导致多生牙的产生
4.4.3 Fgf8通过Erk1/2和p38胞内信号转导通路调控磨牙的发育速率
第五章 结论
附录1
附录2
附录3
参考文献
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
个人简历
本文编号：3987994
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
绪论
第一章 在小鼠颅颌面神经嵴来源的间充质细胞中条件性敲除Bmp2导致PRS
1.1 引言
1.2 材料与方法
1.2.1 实验材料
1.2.2 实验方法
1.3 结果
1.3.1 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠有效性验证
1.3.2 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠整体形态观察
1.3.3 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板上抬失败导致腭裂的发生
1.3.4 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠颅面部神经嵴细胞迁移,上腭板间充质细胞增殖凋亡情况未受影响
1.3.5 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板发育关键基因表达模式与野生型小鼠一致
1.3.6 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠上腭板BMP信号活性检测
1.3.7 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠舌头组织细胞增殖凋亡以及分化不受影响
1.3.8 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠下颌骨和麦氏软骨BMP信号显著降低
1.3.9 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠下颌骨骨细胞的分化能力明显下降
1.3.10 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠麦氏软骨软骨细胞的分化活动被抑制
1.3.11 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠下颌骨骨细胞和麦氏软骨细胞的细胞增殖率显著降低
1.4 讨论
1.4.1 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠的表型可以模拟人类PRS
1.4.2 Bmp2不是影响上腭板上抬的内在调节因子
1.4.3 Bmp2是颅面部骨和软骨生成的关键性因子
第二章 早期牙齿发育中BMP之间的功能冗余和互补作用
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验方法
2.3 结果
2.3.1 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齿间充质中Bmp2被敲除
2.3.2 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齿组织形态未出现异常
2.3.3 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齿釉质分化正常
2.3.4 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙胚BMP信号活性水平检测
2.3.5 Wnt1-Cre;Bmp2f/f小鼠牙齿发育过程中,Bmp7表达量明显提高
2.4 讨论
2.4.1 条件性敲除Bmp2对早期牙齿发育无影响
2.4.2 Bmp2和Bmp7之间的功能冗余和互补
第三章 上皮过表达Fgf8造成切牙多生牙的形成
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验方法
3.3 结果
3.3.1 K14在小鼠中的表达模式
3.3.2 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠表型异常
3.3.3 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠切牙发育异常,多生牙形成
3.3.4 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠“类切牙”形成过程
3.3.5 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠“类切牙”上皮表达牙源性上皮标记基因
3.3.6 “类切牙”上皮细胞增殖活动明显
3.3.7 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠切牙牙釉质分泌量有所下降
3.3.8 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠舌侧上皮异位表达Sox2 蛋白
3.3.9 过表达Fgf8提高上皮p38和Erk1/2的信号活性
3.3.10 切牙上皮细胞中过表达的Fgf8信号抑制切牙间充质Bmp4基因的表达.
3.3.11 切牙上皮细胞中过表达的Fgf8信号导致Wnt/β-catenin信号下调
3.4 讨论
3.4.1 牙上皮过表达Fgf8可诱导舌侧颈环细胞命运的改变,导致多生牙的产生
3.4.2 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠切牙BMP信号和Wnt/β-catenin信号受到抑制
3.4.3 Fgf8通过Erk1/2和p38胞内信号转导通路调控切牙的发育
第四章 上皮过表达Fgf8延缓磨牙发育并导致融合牙形成
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 实验材料
4.2.2 实验方法
4.3 结果
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缓
4.3.3 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠磨牙组织细胞增殖率升高,凋亡率降低
4.3.4 上皮细胞中异常持续性表达的FGF8信号主要通过p38和Erk1/2胞内信号传导途径调节磨牙的发育速率
4.3.5 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠融合牙的发生过程
4.3.6 K14-Cre;R26R-Fgf8/+小鼠第一第二磨牙分界处的细胞增殖率提高,细胞凋亡活动减弱
4.3.7 BMP和Wnt/β-catenin信号的异位激活导致融合牙产生
4.4 讨论
4.4.1 牙上皮过表达Fgf8阻止第一磨牙和第二磨牙分界处内釉上皮的正常凋亡,导致融合牙的产生
4.4.2 牙上皮过表达Fgf8导致多生牙的产生
4.4.3 Fgf8通过Erk1/2和p38胞内信号转导通路调控磨牙的发育速率
第五章 结论
附录1
附录2
附录3
参考文献
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
个人简历
本文编号：3987994
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