【摘要】：背景:骨性下頜發(fā)育不良(SMH)是最常見的顱頜面發(fā)育畸形之一,不僅嚴(yán)重地影響患者的容貌、咀嚼、發(fā)音,甚至可以誘發(fā)阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(OSAS)等嚴(yán)重并發(fā)癥。近年來,研究報(bào)道生物鐘在許多的生理和行為過程中起到關(guān)鍵作用,其對(duì)生物體的生長(zhǎng)和發(fā)育有著不可忽視的影響。目的:因此,我們的研究欲探討生物鐘對(duì)下頜骨生長(zhǎng)發(fā)育的作用及機(jī)制。方法:通過構(gòu)建“Jet Lag”生物節(jié)律紊亂模型小鼠和核心鐘基因Bmal1~(-/-)小鼠,與正常對(duì)照組小鼠對(duì)比,利用micro-CT、HE染色、Masson染色、Trap染色等方法比較下頜骨骨量及骨體積等發(fā)育的情況。并將野生型小鼠和Bmal1~(-/-)小鼠的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(mBMSC)進(jìn)行RNA Sequence檢測(cè),篩選得到與骨發(fā)育相關(guān)的差異表達(dá)基因,并利用蛋白芯片進(jìn)一步驗(yàn)證野生型小鼠和Bmal1~(-/-)小鼠之間的差異蛋白,篩選得到受BMAL1調(diào)控的潛在靶標(biāo)并研究Bmal1影響下頜骨生長(zhǎng)發(fā)育的分子機(jī)制。結(jié)果:(1)相較于正�；颊叩南骂M骨組織,在骨性下頜發(fā)育不良(SMH)的青少年下頜骨組織中,生物鐘基因的表達(dá)明顯改變,提示生物節(jié)律與下頜骨發(fā)育具有相關(guān)性。(2)我們的研究證實(shí)在正常發(fā)育的下頜骨組織中生物鐘基因呈節(jié)律性表達(dá),生物節(jié)律紊亂的“Jet Lag”模型小鼠鐘基因表達(dá)紊亂,且下頜骨發(fā)育水平低于正常野生型小鼠。說明生物節(jié)律紊亂可導(dǎo)致發(fā)育過程中下頜骨骨量減少。(3)Bmal1是核心的鐘基因,在節(jié)律維持過程中發(fā)揮重要作用,我們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)Bmal1~(-/-)小鼠的下頜骨發(fā)育水平低于正常野生型小鼠,說明生物鐘基因Bmal1調(diào)控下頜骨的生長(zhǎng)發(fā)育。(4)為了探討B(tài)MAL1可能的調(diào)控靶標(biāo),我們提取了野生型小鼠和Bmal1~(-/-)小鼠的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(mBMSC),進(jìn)行了全基因組RNA測(cè)序(RNA-seq),并利用下頜骨組織進(jìn)行蛋白芯片驗(yàn)證,篩選得到MMP3在Bmal1敲除后表達(dá)明顯升高;此外,相較于發(fā)育正常的青少年,患有SMH的青少年下頜骨組織中MMP3的表達(dá)較高。因此我們推測(cè)MMP3可能是BMAL1缺失引起下頜骨發(fā)育不良的潛在作用靶標(biāo)。(5)進(jìn)一步機(jī)制研究發(fā)現(xiàn),敲除Bmal1促進(jìn)p65的磷酸化,而磷酸化的p65可以進(jìn)入細(xì)胞核,直接調(diào)控Mmp3的轉(zhuǎn)錄,增加MMP3的表達(dá)。MMP3的增高可以抑制骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)的成骨分化,同時(shí)促進(jìn)RAW264.7細(xì)胞的破骨分化。結(jié)論:生物鐘影響下頜骨的生長(zhǎng)發(fā)育,其中,核心鐘基因Bmal1缺失通過影響p65的磷酸化來上調(diào)MMP3的表達(dá),進(jìn)而抑制成骨分化、促進(jìn)破骨分化,影響下頜骨的生長(zhǎng)。這一結(jié)果為青少年骨性下頜發(fā)育不良(SMH)的防治提供了新的思路。
【圖文】：

33圖 4.1 骨性下頜發(fā)育不良患者的臨床特征。（A）正常和 SMH 患者的初始面部照片；（B）正常和 SMH 患者的 CBCT 掃描圖像。在側(cè)面片中，紅色箭頭指的是 Co-Go（髁頂點(diǎn) Co 和下頜角點(diǎn) Go 之間的距離）和 Go-Me（下頜角點(diǎn) Go 和頦下點(diǎn) Me 之間的距離）；（C）SMH 患者和正常個(gè)體之間 Co-Go，Go-Me 之間的距離和下頜平面角的比較。骨性下頜發(fā)育不良（SMH）患者的特征在于下頜骨的骨量不足（圖 4.1A）。運(yùn)用口腔錐形束 CT(CBCT)掃描頜骨，重建的三維（3D）掃描圖像顯示青少年 SMH 患者與正常受試者之間的下頜骨骨量差異（圖 4.1B）。在青少年 SMH 患者中，反映下頜骨生長(zhǎng)的指標(biāo) Co-Go（R），Co-Go（L），Go-Me（R）和 Go-Me（L）顯著低于對(duì)照組，下頜平面角 MP-FH（R），MP-FH（L）指數(shù)較大（圖 4.1C）。

華 中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 文為了確定生物鐘基因的表達(dá)與 SMH 之間的相關(guān)性，我們獲取下頜骨骨性后縮的患者和下頜正常對(duì)照組患者的下頜骨組織，并利用 Western Blot 來測(cè)量下頜骨組織中的鐘基因 BMAL1，CLOCK，REV-ERBα，PER1，PER2，CRY1 和 CRY2 的表達(dá)水平。SMH 患者下頜骨組織中 BMAL1，CLOCK，PER1 和 CRY2 蛋白水平相比正常對(duì)照組下降，，但 CRY1 表達(dá)上調(diào)（表 4.1）。我們的研究結(jié)果表明，SMH 與生物鐘基因的表達(dá)變化密切相關(guān)。4.2 生物節(jié)律紊亂模型鼠的建立
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R782

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本文編號(hào)：2646334