锌对小鼠腭突融合期细胞增殖和凋亡的影响及腭裂发生相关Sp家族候选基因研究

作者：李欣蔚; 李泓运; 王芳; 何苇; 宋庆高^*

来源：中华口腔医学杂志, 2023, 58(12).

• 腭裂
• 微量元素
• 锌
• 锌指蛋白
• 转录因子特异蛋白5

目的研究不同浓度锌离子喂养孕鼠对其子代胚胎腭突融合期细胞增殖和细胞凋亡的影响, 进一步筛选参与该过程的腭突组织之间锌指蛋白Sp家族相关差异候选基因, 探索锌在腭裂发生过程中的作用机制。方法 C57BL/6J雌雄小鼠合笼, 将144只孕鼠按随机数字表法分为4组, 每组36只, 按饲料的锌离子浓度不进行喂养, 常锌组含锌30 mg/kg、缺锌组为Flanagan缺锌饲料(0 mg/kg)、低锌组含锌5 mg/kg、富锌组含锌100 mg/kg。HE染色观察ED14.5、ED16.5胎鼠腭部发育状况和形态学变化, PCNA染色观察ED14.5胎鼠腭胚突融合期细胞增殖情况, TUNEL染色观察ED14.5胎鼠腭胚突融合期细胞凋亡情况;通过mRNA表达谱芯片杂交技术, 收集富锌组、常锌组、缺锌组腭突组织基因表达情况并相互比较组间差异表达, 采用2倍表达差异倍数对差异基因进行筛选并分析锌指蛋白Sp家族基因表达是否有差异, 利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证差异表达基因。结果 ED14.5时, 常锌组、富锌组、低锌组和缺锌组的腭裂发生率分别为8%(3/36)、2%(1/39)、29%(12/41)和39%(15/38)。ED14.5时的HE染色结果显示, 常锌组左右腭突均已上抬, 相互接触、贯通;缺锌组左右侧腭突仍位于舌体两侧垂直向下最终形成腭裂;低锌组左右侧腭突上抬但并未接触, 最终形成腭裂;富锌组与常锌组无明显差异。ED14.5时, 常锌组和富锌组的胎鼠腭突增殖细胞阳性率(80.29%±7.39%和87.69%±6.62%)均显著高于缺锌组(56.05%±16.13%)和低锌组(56.22%±9.61%)(t=4.32, P<0.05);缺锌组和低锌组胎鼠腭突细胞凋亡指数(38.80%±3.10%和28.80%±6.19%)均显著高于常锌组(16.80%±1.82%)(t=19.35, P<0.001;t=5.81, P<0.001)。富锌组与缺锌组的2倍差异表达基因为663个, 其中表达上调基因为513个, 表达下调基因150个, 并发现Sp5位于其中。qRT-PCR结果显示, 与常锌组(2.22±0.36)相比, 缺锌组的腭突组织中Sp5mRNA的表达水平(1.23±0.38)显著升高, 富锌组(3.68±0.90)显著降低(P<0.05)。结论母鼠孕期缺锌可抑制胚胎腭突间充质细胞增殖, 促进细胞凋亡, 致使腭突形态变异, 上抬动力减弱, 且使腭中缝上皮细胞持续存在, 最终形成腭裂。缺锌可致子代胚胎融合期Sp5表达升高, 富锌对可致子代胚胎融合期Sp5表达下降, 推测Sp5在调控缺锌导致腭裂腭突融合的过程中起负性调节作用。

• 单位
  遵义医科大学