《FAM20C在小鼠下颌髁突发育中的作用机制研究》课题来源于黑龙江省科技厅。下颌髁突是口颌系统重要的组成部分，髁突软骨是人下颌骨生长发育中心之一，在个体生长发育阶段，髁突软骨发育障碍将严重影响人颜面部外观和功能，如小颌畸形；在个体发育成熟后，一些生理性或病理性刺激，如牙体充填时的高点、牙周炎病变以及修复、正畸治疗时所导致的咬合创伤，均可导致髁突软骨发生退行性变。髁突软骨的退行性变是颞下颌关节紊乱综合征的病理实质。有关髁突软骨发育的调控机制和髁突软骨退行性变的发病机制尚不十分清楚。FAM20C是近十年被鉴定出来的新基因，是细胞外基质蛋白的磷酸激酶，在多种软硬组织中发挥着重要作用，但是关于FAM20C在髁突中的作用机制研究尚未见报道。本实验试图从磷酸激酶FAM20C磷酸化细胞外基质蛋白的角度着眼，探讨FAM20C对髁突软骨发育和病变的影响，最终试图为颞下颌关节紊乱综合征的基因和靶点治疗提供理论参考。 本研究通过对野生型小鼠、Fam20C条件性基因敲除小鼠及咬合创伤大鼠下颌髁突发育形态及软骨内蛋白表达的分析，得出如下结论： (1)随着软骨内骨化的进展，髁突软骨细胞层长度减少，软骨下骨体积增加，下颌髁突体积增大；免疫组化结果表明：四组小鼠髁突软骨组织中均有FAM20C阳性表达，FAM20C主要表达于髁突软骨增殖软骨细胞层和前肥大软骨细胞层，少量表达于肥大软骨细胞层及软骨下骨层，随着髁突发育，FAM20C表达逐渐减少。推测FAM20C参与小鼠下颌髁突发育，可能通过调节髁突软骨细胞的增殖和分化在髁突形成中发挥重要作用。 (2)咬合创伤使大鼠髁突软骨内成骨进程加快，伴随着FAM20C的底物，细胞外基质矿化蛋白DMP1-C和DMP1-N表达变化，模拟调牙合治疗后，髁突组织形态、软骨下骨矿化和DMP1蛋白的表达可恢复正常。 (3)4周龄FAM20C条件性基因敲除小鼠髁突软骨尤其是肥大细胞层显著增宽，细胞增多，细胞外基质减少；软骨下骨小梁紊乱，少见沿受力方向分布的骨小梁结构。μ CT显示FAM20C基因敲除小鼠髁突体积减小、骨密度降低，尤其是髁突前斜面明显，髁突骨矿化明显降低，差异有显著意义。免疫组化结果显示FAM20C基因敲除小鼠髁突软骨内凋亡细胞减少，促凋亡蛋白Bax、细胞色素C、Caspase-3表达减少，抑凋亡蛋白Bcl-2表达未见明显变化。推测FAM20C基因条件性敲除可以导致小鼠髁突软骨内成骨障碍、矿化程度降低，细胞凋亡线粒体通路中促凋亡蛋白减少可能与髁突的病变有关。 本研究创新点： (1) 观察了FAM20C在出生前后小鼠下颌髁突软骨中的时空表达。 (2) 观察了FAM20C的底物DMP1-C和DMP1-N在咬合创伤治疗前后大鼠下颌髁突软骨中的差异表达。 (3) 论证了FAM20C通过影响线粒体凋亡通路而抑制细胞凋亡可能是导致Fam20C条件性基因敲除小鼠下颌髁突软骨肥大细胞层增厚的机制之一。 本研究存在的问题及下一步工作计划： 本研究只进行了体内相关实验，下一步的工作计划是对2.3 kb Col 1a1-Cre; Fam20Cflox/flox小鼠和正常对照小鼠下颌髁突软骨进行转录组学和蛋白组学的研究，根据组学结果分析，Fam20C通过何种通路影响小鼠髁突发育；并且通过体外实验，利用原代培养的小鼠髁突软骨细胞，转染、沉默FAM20C，进一步验证FAM20C在髁突软骨细胞中的可能作用机制。

哈尔滨医科大学附属第一医院

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