CFTR参与氟斑牙发生的分子机制

氟斑牙是慢性氟中毒造成的牙发育异常，是一种危害严重的地方病。近年人们发现个体的基因遗传背景与氟中毒的罹患程度有一定联系，某些基因的多态性与氟斑牙的发生存在一定的关系。在本课题组氯通道相关研究中，我们发现氟离子在成釉细胞的跨膜转运依赖于CFTR氯通道，由于CFTR氯通道基因异常造成的牙釉质发育不全与氟斑牙的表型近似，我们推测CFTR是参与氟斑牙发生的一个重要分子。本项目首先通过氟污染区域分子流行病学调查确定CFTR基因多态性与氟斑牙发生的关系；其次模拟氟中毒动物模型，分析CFTR在氟斑牙发生中的生物学功能，然后借助细胞体外实验、膜片钳技术、荧光示踪、siRNA等多种技术，确定CFTR作为氟敏感的靶基因参与氟斑牙发生的内在机制。本项目从分子遗传学、细胞生物学、生理学等角度，对传统的氟斑牙提出新的解释，也期望为该病的防治提供新的策略。

地方性氟中毒（endemic fluorosis）是一种常见的环境地球化学性地方病，该病主要侵犯骨骼（氟骨症）、牙齿（氟斑牙），本课题组近年着重于研究陕西省氟斑牙流行病学的发生和机理，逐渐发现氟斑牙致病机制与CFTR基因相关。本项目从以下几个方面来研究其相互关系。.一、课题组在高氟区陕西省安康市紫阳县及其周边采集样本1723例，其中正常对照834例，氟斑牙人群889例；男性909例，女性814例。通过分析MassArray质谱实验基因分型结果，CFTR3个标签SNP位点和1个功能性位点与氟斑牙有一定的关系。.二、建立了氟斑牙中毒模型，对氟中毒小鼠的牙齿和骨组织的形态学特征进行了研究，并通过Realtime PCR检测了CFTR在氟中毒小鼠牙齿和骨组织的生物学特性与正常小鼠的差异；进一步探讨了高氟亲代是否对子代牙齿发育及CFTR生物学特性造成的影响。发现氟中毒小鼠精神状况、体重随喂氟时间的延长均呈现下降的趋势；实验2个月时实验组小鼠出现了重度氟斑牙，氟斑牙指数达到9级，此后未发现氟斑牙加重趋势；分泌期成釉细胞的功能形态受到了高氟的损害，对釉基质的分泌造成不良影响，从而引起釉质矿化不良，进而形成氟斑牙。通过对氟中毒小鼠股骨形态结构的观察及骨微参数的分析发现高氟可使骨转换加速，骨质疏松型氟骨症实际是一种活动性的骨质疏松。通过对氟中毒小鼠切牙和股骨Cftr mRNA表达水平存在明显差异。.三、以小鼠的成釉细胞样细胞系（LS8细胞系）为研究对象, 对其进行高氟处理，利用新型氯离子荧光探针（MQAE）观测高氟处理后细胞内氯离子浓度的变化，将MQAE与DND-167双标两组细胞用活细胞工作站连续拍摄半小时，对照组细胞的蓝色荧光和绿色荧光发现均有缓慢下降的趋势；而实验组细胞两种荧光双染后两种荧光均有增强。说明正常的成釉细胞细胞内氯离子浓度和pH值成反比，细胞内氯离子浓度降低，则细胞内pH值升高；高氟处理细胞后，细胞内的氯离子浓度升高，而pH值降低，与对照组相反，说明氟离子通过改变细胞内氯离子浓度的变化引起了细胞的酸化。。对照组细胞内的荧光强度随着细胞外氟离子浓度的增加而增强，说明过量的氟会竞争性的抑制细胞外氯离子进入胞内。通过siRNA技术观察内源性Cftr降低时，氟离子的增加并未影响细胞内氯离子的浓度，说明氟离子不能通过这几个通道进入细胞并与氯离子竞争。