Gorlin综合征(GS)是一种表型复杂的常染色体显性遗传病,颌骨牙源性角化囊肿(OKC)、骨骼发育异常及皮肤基底细胞癌是常见病征。我们前期研究证实GS患者及相关疾病可频发PTCH1突变和/或杂合性缺失,提示PTCH1失活引起Hedgehog(Hh)通路异常激活可能与GS及相关疾病的发病密切相关。然而,参与调控Hh通路的分子较多,有 PTCH1、PTCH2、SHH、SMO、SUFU以及GLI等,通路异常活化和调控与GS发病的相关性有待进一步阐明。本研究拟采用基因定位、分子遗传学、细胞遗传学及群体遗传学手段,进一步判明PTCH1及其它Hh通路分子异常在GS发病机制中的作用,进一步明确Hh通路激活与GS发病和转归的关系;以GS患者中最常见的OKC作为研究对象,采用体外细胞系和小鼠移植瘤技术,观察Hh通路特异性抑制剂对病变细胞体内、体外生长的影响,探索Hh抑制剂用于GS及相关疾病治疗的新途径。
Gorlin syndrome;PTCH1;odontogenic keratocyst;Hedgehog pathway;
本项目累积收集了30例Gorlin综合征(GS)家系和90例牙源性角化囊肿(OKC)患者的外周血标本和颌骨病变标本。完成了对103例(30例GS相关性和73例散发性)OKC患者的PTCH1基因突变检测,发现约83.3%的GS患者携带PTCH1突变,约35.6%的散发性OKC发生了PTCH1的体细胞突变。进一步采用与纤维囊壁分离后的OKC衬里上皮样本(19例)进行测序分析,16例(84%)中存在PTCH1基因的突变,说明以往报道较低的PTCH1突变率(35%) 可能是由于纤维囊壁间质成分的污染所致。同时,对SMO基因(10例GS相关性和20例散发性)以及SUFU基因(6例GS相关性和6例散发性)的检测未发现存在致病性突变。在30例GS患者中仅检测到2例患者携带PTCH2基因的错义突变,其病理学意义还有待证实。综上,PTCH1突变是GS相关性和散发性OKC发病的重要分子机制。我们对位于不同功能域内所发生PTCH1突变进行了功能分析,证实PTCH1突变可通过异常激活Hh通路(经典通路)促进细胞增殖,也可通过发生于PTCH1细胞内环处突变,减低与Cyclin B1的结合能力,调控细胞周期的非经典通路参与OKC的致病。 通过对100余例OKC及其它颌骨囊肿的纤维囊壁、正常牙龈粘膜组织的成纤维细胞行体外分离、培养,对比了病变与正常组织、散发性与GS相关性OKC成纤维细胞的体外生长特点和促破骨细胞分化作用;采用高通量质谱技术,分析鉴定了在散发性与GS相关性OKC成纤维细胞中呈差异表达的蛋白,着重分析验证了一种分泌型、酸性富含半胱氨酸的蛋白-SPARC,提示该蛋白在GS相关性OKC间质细胞中的低表达可能与病变的局部侵袭性有关。 在动物模型方面,成功建立在成牙本质细胞(OC-Cre/Smad4fl/fl)和上皮细胞(K5-Cre/Smad4fl/fl)中特异性敲除Smad4基因的小鼠模型,初步分析了其形成颌骨多发囊肿的表型特点,由于 Smad4基因缺失并没有引起Hh通路的异常激活,故原计划采用Hh抑制剂(环巴胺)阻断囊肿发生的实验没有进行。我们着重观察了在成牙本质细胞中特异性敲除b-catenin基因的表型变化,分析了该基因与牙根发育的密切关系。