转录因子ISL1通过SHH信号通路调控腭发育的机理研究

唇腭裂是人类常见的先天性颌面部缺陷,严重影响患者吞咽、发音等生理机能。腭板发育过程受到精确的调控,具体的分子机制一直是研究热点。Isl1是一种LIM家族转录因子,在胰岛、下颌等器官发育过程中发挥着重要作用。Isl1基因最早在E11.5天小鼠的上颌突的上皮细胞中有很强表达,E13.5和E14.5小鼠腭板上皮中均有Isl1基因的表达。Pitx2~(Cre)小鼠被广泛应用于腭板发育研究,X-Gal染色显示早在E10.5天的上颌突上皮细胞中就可以检测到CrTrichostatin A体外e酶活性。本课题将Isl1~(f/f)小鼠与Pitx2~(Cre)小鼠交配,构建了腭板上皮细胞条件性敲除Isl1基因的突变型小鼠(Isl1~(Pitx2Cre)),突变型小鼠出现完全腭裂表型。E13.5-E14.5天小鼠头部切片HE染Schmidtea mediterranea色结AZD6738作用果显示,腭板的抬升过程不受影响。我们进一步研究发现,E13.5天Isl1~(Pitx2Cre)突变型小鼠腭板中的细胞增殖显著降低,而细胞凋亡没有明显变化。我们利用RNA-Seq技术筛选E13.5天突变型小鼠腭板组织中的差异表达基因。RNA-Seq和原位杂交结果显示与腭板发育相关的基因Sox2在突变型小鼠(Isl1~(Pitx2Cre))出现明显下调,Shh、Ptch1、Gli1等Hedgehog信号通路相关的基因在突变体小鼠腭板中的表达同样显著下降。体外过表达结果进一步证实转录因子Isl1可以调控Shh的表达,Ch IP assay实验结果显示转录因子ISL1可以结合到Shh基因远端增强子MRCS1序列。我们的结果提示Isl1对腭板的发育具有重要的调控作用,Isl1基因可能通过调控Shh及转录因子Sox2的表达来实现对腭板生长发育过程的调控。