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软骨内成骨及膜内成骨过程是骨骼形成的两种主要方式。软骨内成骨过程包括软骨雏形形成和骨形成，首先聚集的骨髓间充质细胞分化为软骨细胞，然后开始软骨内成骨过程为软骨细胞增殖、分化和凋亡，凋亡的肥大软骨细胞随新生的血管一同进入成骨细胞，最终以矿化的软骨基质区为中心开始成骨过程。软骨生长板是长骨纵向生长的重要场所，调控长骨的纵向生长速度[1]。软骨内成骨过程被很多生长因子所介导的信号通路所调控，其中包括FGFs(Fibroblast Growth Factors，成纤维细胞生长因子)。FGFs要与其特异性的受体FGFR1-4(Fibroblast Growth Factor Receptor，成纤维细胞生长因子受体)结合才能发挥功能。既往研究发现FGFRs突变影响骨发育，对骨细胞的增殖、分化，骨的形成起到关键作用[2-4]。AS (Apert Syndrome，Apert综合征)是一种人类颅缝早闭综合征，以冠状缝早闭，颅面畸形和手足的并指/趾畸形为典型体征[5-6]。AS90%是由两种FGFR2功能获得性突变，即FGFR2Ser252Trp或者Pro253Arg突变引起，其中67%是FGFR2Ser252Trp[7]。这两种突变都是影响FGFR2免疫球蛋白样结构域II和III之间高度保守区域，使FGFR2可能获得对配体结合范围的扩大，从而使靶细胞的FGFR2信号持续增强[8]。Cohen，Kreiborg发现AS患者除了骨发育反常外，颅底软骨发育及干骺端软骨等软骨发育也出现发育障碍[6]。不仅如此，在之前建立的FGFR2突变小鼠模型中，也发现软骨内成骨发育异常，导致小鼠身材弱小，四肢及脊柱骨骼发育迟缓及颅底发育不良[9-11]。FGFR2主要其可激活下游MAPK[12-14]和PKC通路[14-15]，调控间充质干细胞增殖，影响直接成骨和软骨内成骨过程[11,16]。我们利用条件打靶技术构建Fgfr2+/S252W模式动物，模拟Apert综合征。我们发现突变小鼠不仅表现出颅缝早闭，还有骨发育迟缓，体形弱小。这与FGFR2受体功能增强对成骨，软骨细胞影响有关。为了证实FGFR2在早期骨发育中的作用，我们利用同窝出生野生型及突变Fgfr2+/S252W小鼠进行比较，在出生后早期对骨发育进行形态、组织学观察及分子水平进行研究并比较两者BMSCs(Bone Mesenchymal Stem Cells，骨髓间充质干细胞)在软骨内成骨过程中的增殖、分化差异。我们并发现在FGFR2突变引起小鼠骨骼发育异常，可能是由p38及Erk1/2信号通路介导的。实验结果：1. FGFR2功能获得性突变使小鼠呈现出类似人类Apert综合征的典型骨骼表型，包括颅骨早闭，圆头畸形，身材矮小，有望成为研究Apert综合征的良好动物模型之一。2. Fgfr2+/S252W小鼠软骨内成骨发育迟缓，骨量减少导致长骨纵向生长障碍。3.组织学观察发现FGFR2持续增强导致干骺端生长板增殖、肥大软骨层缩短，抑制生长板细胞增殖，并且表达成软骨、成骨标志蛋白下降。4. Fgfr2+/S252W突变小鼠骨髓基质细胞体外培养诱导实验提示，FGFR2功能持续增强抑制细胞增殖以及软骨细胞早、中期分化，但增强软骨细胞终末期成骨分化能力，最终抑制细胞矿化能力。5.利用RT-PCR发现FGFR2持续增强导致体外培养BMSCs成软骨基因表达下降，成骨表达基因上调。6.FGFR2功能持续增强使BMSCs信号通路p38，Erk1/2磷酸化增强，对其使用相应阻断剂后发现相应基因表达上调。FGFR2通过p38信号通路可能调控软骨内成骨多个环节，而Erk1/2主要调控软骨细胞终末分化成骨过程。7.利用体外培养技术再次验证p38，Erk1/2通路阻断剂对FGFR2功能增强所致骨发育迟缓有挽救作用，且使用p38通路阻滞剂后骨增长明显。结论：综上所述，本研究结果表明新建立的Fgfr2+/S252W突变小鼠是研究Apert综合征的良好动物模型之一。模型动物提示FGFR2功能持续增强对软骨内成骨也有重要作用，阻碍软骨内成骨过程，致模型动物肢体长度缩短、骨密度减弱。进一步观察发现FGFR2功能增强引起长骨骺端生长板组织形态异常是导致骨发育异常的关键。体外模拟BMSCs软骨内成骨过程发现，FGFR2功能持续增强抑制BMSCs增殖及成软骨分化能力，但增强成骨细胞相关基因表达，但抑制成骨细胞进一步矿化成骨。对软骨内成骨相关信号通路的研究发现FGFR2下游p38及Erk1/2通路对软骨内成骨影响巨大，且p38对成软骨、成骨过程均有影响，其信号通路阻滞剂对软骨内成骨发育障碍有救治作用。