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研究背景:下颌骨髁突软骨（mandibular condylar cartilage,MCC）是下颌骨生长和关节活动的重要部位,但目前有关MCC的形态发生发展的遗传、细胞和分子机制的研究却依然很少。小鼠的遗传学研究表明:骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein,BMP）信号通路参与调控软骨的生长发育。BMP受体由Ⅰ型和Ⅱ型受体组成,其中Ⅰ型受体是特异性信号转导的主要决定因素。活化素Ⅰ型受体（activin A receptor,type I,ACVR1）是Ⅰ型BMP受体之一。近年来,ACVR1在生长板软骨中的作用已逐渐被报道,小鼠生长板软骨条件性敲除Acvr1（Col2a1-Cre）与同窝野生型相比无明显异常。由于生长板软骨与髁突软骨在胚胎发生、组织结构以及对生长因子的反应等方面存在一定的差异,因此,ACVR1对髁突软骨生长发育的作用可能与生长板软骨不同。本课题组的体外实验证实,ACVR1能抑制小鼠髁突软骨细胞的增殖,促进小鼠髁突软骨细胞的成软骨向分化。然而,由于体内的环境复杂多变,还未曾有文献报道ACVR1在MCC发生及发展中的作用。目的:观察Ⅰ型BMP受体ACVR1对出生后小鼠髁突软骨的作用,探讨其对髁突软骨的形态、细胞增殖和分化的影响,为临床上颞下颌关节软骨相关性疾病的病因及治疗提供参考。材料与方法:利用Cre-LoxP重组酶系统,构建在小鼠髁突软骨细胞中条件性敲除Acvr1基因的C57BL/6J小鼠并进行基因型鉴定。通过将基因型为Acvr1 fx/fx;RS/RS和Acvr1+/-;Osterix（+）/（-）的雌性和雄性小鼠配对合笼,以子代Osterix-Cre（+）/（-）;Acvr1 fx/-;RS/+基因型小鼠为实验组,Osterix-Cre（+）/（-）;Acvr1 fx/+;RS/+小鼠为对照组。分别取新出生（postnatal day 0,PN0）、PN21和PN42天的雄性和雌性小鼠,对PN0的小鼠行X-gal染色检测Cre的激活,对PN21的小鼠行免疫组化染色（immunohistochemical staining,IHC）检测Osterix的定位,以确定基因敲除的特异性;PN21的小鼠通过micro-CT检测髁突形态、长度和宽度,PN21和PN42的小鼠通过HE染色及甲苯胺蓝染色分析髁突软骨各层软骨细胞形态及厚度的变化,免疫组织化学染色检测髁突软骨细胞的PCNA阳性细胞个数和Ⅹ型胶原（ColⅩ）蛋白表达水平。结果:X-gal染色及IHC结果显示,Acvr1基因缺失小鼠模型构建成功。在PN21雄性小鼠,实验组与对照组相比,髁突宽度和髁头长度明显变短（P<0.05）;在PN21雌性小鼠,实验组与对照组相比,髁突宽度变短（P<0.05）,髁头长度无差异。PN21雄性和雌性实验组小鼠与相应性别的对照组相比,HE染色显示在髁突软骨细胞形态和组织学结构方面无明显差异,但PN21雄性小鼠实验组与对照组相比,髁突软骨中1/3区域的成软骨细胞层出现变厚趋势（P=0.06）;PN21雌性小鼠实验组与对照组相比,髁突软骨后1/3区域的肥大软骨细胞层出现变薄趋势（P=0.11）。PN42雄性和雌性实验组小鼠与相应性别的对照组相比,HE染色显示部分区域软骨细胞排列紊乱,具体表现为:PN42雄性小鼠实验组与对照组相比,髁突软骨前1/3区的肥大软骨细胞层和中1/3区的除肥大软骨细胞层以外的其他软骨细胞层总厚度明显增厚（分别为P<0.05和P<0.01）,且髁突软骨前1/3区的成软骨细胞层有增厚趋势（P=0.083）;PN42雌性小鼠实验组与对照组相比,髁突软骨后1/3区成软骨细胞层及肥大软骨细胞层均明显增厚,且髁突软骨中1/3区的关节层、增殖层和成软骨细胞层三层总厚度（P=0.16）和后1/3区的关节层和增殖层两层总厚度（P=0.051）出现增厚趋势。PCNA和Ⅹ型胶原免疫组化染色结果显示:在PN21雄性小鼠,实验组与对照组相比,成软骨细胞层PCNA阳性个数明显增多（P<0.05）,肥大软骨细胞层PCNA阳性个数出现增多趋势（P=0.13）,但髁突软骨成软骨细胞层和肥大软骨细胞层的Ⅹ型胶原的平均光密度值无统计学差异;PN21雌性小鼠实验组髁突软骨细胞各层阳性细胞数与对照组比较无差异,成软骨细胞层和肥大软骨细胞层的Ⅹ型胶原的平均光密度值与对照组比较无统计学差异。在PN42,雄性和雌性小鼠髁突软骨一并统计PCNA阳性细胞数,实验组比对照组明显增多（P<0.05）;PN42雄性小鼠实验组与对照组相比,髁突软骨成软骨细胞层Ⅹ型胶原的平均光密度明显增高（P<0.05）,但PN42雌性小鼠实验组Ⅹ型胶原平均光密度值与对照组无统计学差异。结论:在Osterix-Cre条件性基因敲除模型中,ACVR1在小鼠断奶前对髁突软骨细胞的形态和结构的调控作用不明显;ACVR1对髁突软骨结构的调控作用呈年龄和性别依赖性;ACVR1通过抑制髁突软骨细胞的增殖和成软骨细胞向肥大软骨细胞的分化,从而影响髁突软骨的细胞形态及组织结构。