Apert综合征病人和FGFR2-S252W、P253R小鼠模型颅面发育异常的对比研究

发布时间：2020-09-08 20:23

　　目的:本研究对模拟Apert综合征病人的FGFR2-S252M、P253R两种小鼠模型和野生型小鼠的头颅表型进行了定量分析,同时把小鼠中观察到的结果与Apert病人所表现出来的异常头颅颜面特征进行客观的比较,探讨所建立的Apert小鼠模型能否真实地模拟Apert综合征病人的表型,并作为一种有用的工具进行Apert疾病致病机理和治疗药物的研究。此外,我们还对S252W、P253R两种Apert小鼠模型头颅颜面的差异情况进行比较,为研究同一基因不同位点突变导致不同表型的机理提供线索。方法:将FGFR2-Ser252Trp、Pro253Arg基因敲入小鼠分别和EⅡA-Cre小鼠交配建立S252W型、P253R型Apert小鼠模型,PCR鉴定其基因型。采用4周和8周年龄段的S252W型、P253R型Apert小鼠和同窝出生的野生型小鼠,观察整体动物形态,记录体重变化并进行头颅X线摄片。采用传统方法和新发现的方法制作小鼠头颅标本。根据小鼠头颅的解剖特点在解剖显微镜下设定界点,用万能工具显微镜将小鼠头颅放大400倍,Mahr PMC 800复合式坐标测量仪测量头颅各个界点的三坐标,MarSoft Vision 3D软件计算出每两点之间的空间距离,所得测量数据采用SAS 8.0进行统计分析。结果:S252W、P253R型Apert小鼠的整体形态和体重都明显小于野生型小鼠。除了下颌骨形态和大小正常外,整个颅面区都发生了显著改变。相比野生型小鼠,Apert小鼠头颅长度缩短(90.2%),头颅高度升高(107.3%),头颅宽度增加(113.4%),鼻骨长度严重缩短(67.6%),面部高度显著降低(75.3%),眼间距离增宽明显(118.8%),上颌骨长度缩短(88.5%),下颌长度相对正常(101.5%)。两种Apert小鼠的颅面表型和Apert病人颅面的临床表现高度相似:短头尖头畸形、眼间距增宽、面中部发育不良、鼻骨缩短、上颌骨发育低下、突眼、颅腔体积增大、牙颌错位、下颌骨大小和形态正常。Apert小鼠4周和8周头颅形态变化大体一致,只表现在一些强度的改变。S252W型Apert小鼠和P253R型Apert小鼠的头颅形态没有明显变化,只存在一些细微差异。P253R型Apert小鼠颅盖宽度增加更为显著,S252W型Apert小鼠面部高度降低得更为明显,眼眶区更为平坦。借助蚂蚁制作小鼠骨骼标本的新方法,方便快速,优于传统方法。结论:S252W、P253R型Apert小鼠从表型上真实地反映Apert病人的头颅颜面特征,将来可以作为人类Apert综合征的一个很好模型进行致病机理、手术治疗措施和药物介入的研究。Apert小鼠在成年期前后颅面表型一致,提示颅面异常在成年期前已经出现,有必要从小鼠胚胎期到成年期分更多阶段进行颅面生长发育的研究。建立的正常小鼠和Apert小鼠4周和8周两个发育阶段各具体颅骨形态特征的数据库,为研究其它突变小鼠如FGFR1、FGFR3受体突变所致头颅畸形特征奠定了基础。
【学位单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：R596;R782
【部分图文】：

综合征,颅缝,颅内压力,神经病理学

前言颅缝早闭（Craniosynostosis, CS）是指颅缝在大脑发育成熟前提前闭合的病理状态，常导致典型的颅面畸形和功能障碍。按发生早闭的颅缝不同和伴随的其它体征等，可有多种类型的 CS，包括 Apert、Pfeiffer、Crouzon、Jackson-weiss 综合征等，各种 CS 均有特征性的头颅颜面形状[1]。Apert 综合征又名尖头并指(趾)综合征，常染色体显性遗传，由法国神经病理学家 Apert 于 1906 年首先报道[2]。该病是症状最严重的 CS，约占 CS 的 5～10㳠，在新生儿中的发病率为 1／50,000～80,000[3-5]。Apert 患者的典型外观是尖头畸形、眼外突、面中部畸形和对称性手、足并指(趾)，见图 1。该病可有胼胝体形态异常，颅内压力增加，脑积水等。50㳠左右的患者有轻度到严重程度不一的智力障碍[6,7]。

点突变,小鼠,小鼠模型

的手足并指（趾）更多一些。成纤维细胞生长因子(Fibroblast growth factors, FGFs)及其受体生长因子受体(Fibroblast growth factor receptors, FGFRs)在骨骼发育作用[14, 15]。现已发现 FGFR2 是 CS 的主要致病基因，其上的 30 余处增强型(Gain-of-function)点突变可导致多种颅缝发育异常，引起 8 种遗传性 CS[16]。研究 FGFR2 在囟门发育和 CS 中的作用及机理对整发育过程和疾病发生机理的了解和 CS 的防治具有重要意义[17]。Che敲入技术，建立了两例模拟 Apert 综合征病人的小鼠模型（Ser252T突变引起）[18, 19]，见图 2。初步分析发现，Apert 小鼠有穹隆状的头向前错位，眼间距离增宽和面部发育不良，但该模型并无 Apert 病人该小鼠模型使研究人员从此有了“Apert 小鼠病人”，可在整体动物或平研究 Apert 发病机理，筛选有关治疗药物、手段。

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3. FGFR2-Ser252Trp、Pro253Arg 基因敲入小鼠的 PCR 电泳图g 3. Agarose gel electrophoresis results of PCR production of FGFR2-Ser252Trp、Pro253Arg gene knock-in mouse2000：DNA 分子量标准；Blank：空白对照；neo+：neo 基因阳性对照；-：阴性对.2 EIIA-Cre 小鼠的 PCR 鉴定有条带的为阳性结果，代表带有 Cre 基因的小鼠，无条带的代表野生型引物之间序列的碱基数为 481bp，通过 DNAmarker 进行对比发现，条带好在靠近 500bp 之前，与预计的结果符合。见图 4 所示，T1、T2、T5 基因的 EIIA-Cre 小鼠， T3、T4、T6：野生型小鼠。

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