Wnt/β-catenin协同PAR/aPKC蛋白调控腭中嵴上皮细胞极性影响腭发育的基础研究

腭中嵴上皮细胞形态的改变，表面丝状伪足的形成与消失伴随着腭发育，与腭裂的形成有着密切的关系。尽管国内外学者曾观察到腭裂形成中这一共性现象，但尚未对内在的机制进行深入的了解，更缺乏以此为突破口，探索逆转腭裂发生的尝试。本研究基于丝状伪足做为上皮细胞极性结构这一特征和前期的研究结果，提出从细胞极性的内在机制和调控机理入手，利用RNAi、荧光原位杂交、电子断层三维重建和分子生物学技术从细胞、器官、母体环境不同层面，多个角度，观察腭中嵴上皮细胞极性，丝状伪足与腭发育的关系。通过检测Wnt/β-catenin 和PAR/aPKC的时空表达改变来探讨腭发育的内在分子机制，同时利用超声引导羊膜注射技术外源性引入Wnt/β-catenin尝试逆转二恶英诱导的腭裂模型中，腭中嵴上皮细胞极性丧失的现象，恢复细胞的功能，重启腭的发育，为腭裂预防性治疗探索新的手段。

TCDD诱导腭裂中，腭中嵴上皮细胞不能正常凋亡，持续存在的上皮带阻止两侧腭板融合从而导致腭裂。TCDD作用下， 腭中嵴上皮细胞的丝状伪足减少，腭中嵴上皮细胞的形态由柱状变为扁平。这似乎预示着腭中嵴上皮细胞极性的改变。PAR/aPKC作为一种高度保守的极性蛋白复合体，无论在脊椎动物还是无脊椎动物的细胞极性调节中均发挥着重要作用。同时，PAR/aPKC复合物在上皮间充质转化中也发挥着重要的作用，而上皮间充质转化是腭中嵴上皮细胞消失、腭板融合的关键步骤之一。Wnt/β-Catenin信号通路与腭发育及腭裂的发生关系密切。值得注意的是，条件性敲除小鼠腭中嵴上皮细胞中的Catnb基因，腭中嵴上皮细胞同样不能正常凋亡而产生腭裂，这一表型与TCDD诱导的腭裂极其相似。此外，β-Catenin与TCDD的关键受体AhR在胚胎发育中存在交互作用。针对上述问题，我们设计了实验进行研究。我们发现，在对照组腭发育的关键阶段，PAR/aPKC极性蛋白复合物在腭板中呈现规律的表达：从E13.5-E15.5，PAR/aPKC极性蛋白复合物的表达依次减弱。TCDD组PAR3、PAR6 在E13.5 -E15.5 的表达量明显低于对照组相应时间点的表达，二者间的差异具有统计学意义（P<0.001）。TCDD组 aPKC 在 E13.5 的表达低于对照组，然而在 E14.5 、 E15.5 TCDD组 aPKC 的表达高于对照组（P<0.01）。此外，β-Catenin在对照组腭嵴上皮细胞中呈强阳性表达，其中E14.5 β-Catenin的表达最强。TCDD组β-Catenin在腭中嵴上皮细胞呈弱阳性表达。其中E13.5、E14.5对照组β-Catenin的表达高于TCDD组，E15.5对照组β-Catenin的表达低于TCDD组。综上所述，腭发育过程中PAR/aPKC极性蛋白复合物呈现由高到低的规律表达，这也反映了腭嵴上皮细胞极性在腭发育中由高到低的变化规律。TCDD能够干扰腭中嵴上皮细胞PAR/aPKC极性蛋白复合物的表达变化，造成腭嵴上皮细胞极性改变，这有可能是TCDD诱导腭裂的机制之一。腭融合前，β-Catenin在腭嵴上皮细胞呈强阳性表达。TCDD诱导腭裂中，腭中嵴上皮细胞中β-Catenin的表达受到抑制。