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巨颌症(Cherubism)又称家族性颌骨纤维异常增殖症(familial fibrousdysplasia of the jaws)、家族性颌骨多囊性病(familial mulitilocular cysticdisease of jaws),是一种较为罕见的特发于上下颌骨良性、自限性疾病。目前认为是一种常染色体显性遗传性疾病。病变虽有自限性,但病变常伴有患儿咬合关系紊乱,影响患儿语言、咀嚼、吞咽和呼吸功能,有的还可引起阻塞性睡眠呼吸暂停综合征,严重者可同时引起复视、视力减退等并发症,故较理想的治疗方法及巨颌症的预防便成了众多学者密切关注和一直致力探索的目标,这也成了该研究亟待解决的问题焦点。
SH3BP2基因最初是在构建小鼠的cDNA表达文库时被发现的,2001年Ueki等的研究证实,SH3BP2基因的点突变能引起巨颌症,并通过连锁分析和单模标本分析,将巨颌症的致病基因定位于两个markerD4S127和D4S115之间1.5Mb的范围内。自此,该基因与巨颌症关系的研究日益受到学者的关注。
目前关于SH3BP2基因点突变后,引发巨颌症的具体发病机制还不明确。现有的中英文文献大多从临床病理学、遗传学和分子生物学等方面研究了可能与巨颌症病变的发生发展相关的因素、生物分子及巨颌症与SH3BP2蛋白的相互作用。这些分子包括SYK(spleen tyrosine kinase,SYK)、MAY、14-3-3蛋白、ZAP-70、Lyn激酶(一种Src家族原癌基因,具有蛋白酪氨酸激酶活性)、以及T细胞活化连接子(LAT)及钙依赖性活化T细胞核因子(nuclear factot of activatedT-cells,NFAT)等,但这些生物分子之间是否都有相关性、哪些分子与巨颌症的发生关系密切,有待通过进一步的实验研究证实。
近年有学者利用肥大细胞做模型,研究巨颌症中已发现SH3BP2蛋白点突变引起的功能障碍,结果提示,SH3BP2突变的过表达抑制了抗原诱导的肥大细胞脱颗粒作用及细胞激酶基因的转录,提出SH3BP2作为Syk蛋白一酪氨酸激酶的底物,参与了破骨细胞早期的生长和分化。也有研究表明,巨颌症组织学中的多核巨细胞表达破骨细胞标记物和组织细胞标记物CD68等。表明SH3BP2蛋白与巨颌症的发生具有相关性。
NFAT是一类与众多信号转导途径相联系,具有广泛生理功能的转录因子,是在细胞活化时转录调控基因表达形成的产物,能在细胞核内识别、结合某些基因调控区的特定DNA序列,调节相应基因转录活性和表达水平,是破骨细胞基因的主要转录因子,对破骨细胞形成中的蛋白起重要作用。NFATc1是NFAT家族的重要一员。
由此推测,NFATcl的作用机制很可能与巨颌症形成相关。然而,巨颌症中SH3BP2蛋白对NFATc1细胞因子的表达是否有直接影响?其作用机制如何?为此,本课题计划从两部分实验着手来探讨这些问题,第一部分:从基因水平入手,构建含目的点突变的SH3BP2基因体外细胞模型,为探讨SH3BP2的功能机制奠定基础。第二部分:从巨颌症中破骨细胞活化的细胞内信号转导通路机制研究的角度,通过间接免疫荧光染色,原位了解巨颌症中SH3BP2与NFATc1的变化及相关性。进一步探讨SH3BP2基因突变后的功能变化,为明确巨颌症致病机制奠定基础。
第一部分 SH3BP2基因的克隆
[目的]制备带有目的点突变的SH3BP2基因片段,为后期进行SH3BP2基因的体外功能研究奠定基础。[方法]提取人脾脏组织的总RNA,通过RT-PCR技术,制备SH3BP2基因的cDNA,通过T-A克隆获得正常的SH3BP2基因片段。[结果]琼脂糖凝胶成像显示人脾脏总RNA提取成功:该部分片段测序结果经NCBI Blast比对,发现与SH3BP2序列有99%相似度;PCR扩增全长基因后,琼脂糖凝胶电泳及酶切电泳结果均显示与该基因片段大小相同,但由于种种因为测序结果显示杂峰较多。[结论]已成功从人脾脏中提取并合成正常SH3BP2的基因片段,这是基因敲除或突变SH3BP2目的片段获得的重要前期工作。但是理想SH3BP2基因片段的获得,还有待通过进一步改变实验条件,提高目的片段的纯度和浓度,找到更优良的实验条件等才能实现。
第二部分 巨颌症组织SH3BP2蛋白、NFATc1蛋白的表达及其临床意义
[目的]检测巨颌症病变组织中SH3BP2蛋白和NFATc1蛋白的表达变化,探讨SH3BP2蛋白点突变和NFATc1蛋白与巨颌症三者的内在关系,为探讨巨颌症的致病机制及巨颌症的生物学治疗和预防奠定基础。[方法]采用间接免疫荧光染色方法,Leica QWin V3组织学定量分析和SPSS统计软件进行统计学分析,分别观察NFATc1转录因子和SH3BP2蛋白在巨颌症病变组织中的原位变化情况。[结果](1)SH3BP2蛋白染色结果:5例巨颌症组织中,大量多核巨细胞和单核间质细胞均呈广泛阳性表达,阳性细胞数比纤维性龈瘤阴性对照组明显增多(p<0.05),强度也明显提高。(2)NFATc1转录因子染色结果:5例巨颌症组织中,与纤维性龈瘤对照组织相比,在观察到的所有巨颌症病变组织中,几乎所有的多核巨细胞中的绿色荧光均出现了核内转位现象(核易位),且巨颌症组织中NFATc1转录因子的阳性强度明显高于对照组(p<0.05)。[结论]巨颌症病变组织中SH3BP2含量有所增高,这可能是促使NFATc1快速向核内定位,激活破骨细胞分化的重要前提;巨颌症组织中NFATc1出现了阳性染色颗粒从胞浆中向核内转位的现象,说明NFATc1对DNA的亲和力增高,这可能是病变中破骨细胞激活,细胞内信号转导通路启动的必要环节。