先天性颌骨融合(syngnathia)是一种罕见的颅颌面畸形,骨性融合类型以上下颌骨骨性粘连为核心特征,常合并腭裂、舌部发育异常。林陈胜、胡雪峰团队对1936–2018年报道的118例临床病例开展系统性再评估,发现一类长期被临床忽略的伴随表型:骨性颌骨融合患者高发磨牙先天缺失。在具备可评估牙数的23例病例中,约70%存在严重磨牙先天缺失,部分病例磨牙异位分布于上下颌融合区域。这一临床关联,引出了早期磨牙模式形成(pattern formation)的关键问题:早期上下颌磨牙胚究竟是各自独立起源,还是由同一原基分化而来?
为阐释该科学问题,我院林陈胜、胡雪峰团队采用Wnt1Cre;pMesBmp4 转基因小鼠模型开展研究。该模型可在颅神经嵴细胞中特异性过表达Bmp4,并在本研究中稳定100%重现骨性颌骨融合表型。团队整合整体原位杂交、Fgf8谱系示踪、肾被膜下移植、DiI 活体迁移示踪、转录组测序及p38通路药物干预等多种技术手段,解析早期上、下颌磨牙模式建成的时空特征与调控机制。研究证实,胚胎E9.0阶段,单侧第一鳃弓内存在单一共同磨牙原基;该原基于E9.5–E9.75阶段分离为上颌、下颌两个磨牙发育区域,该分离过程依赖颅神经嵴细胞向上、下颌的定向迁移。
机制研究显示,突变小鼠颅神经嵴细胞中BMP4 信号异常上调,经非经典 p38 通路扰乱 BMP4/FGF8 调控网络,阻滞神经嵴细胞定向迁移。突变体中磨牙原基无法正常分离,表型外显率达100%,融合颌内仅形成一枚异位磨牙胚。利用p38抑制剂SB203580进行干预,可挽救66.7%的小鼠磨牙模式建成缺陷,同时完全修复腭裂表型,但骨性颌骨融合表型无法逆转。上述表型差异提示,磨牙发育与颌骨发育存在调控机制上的分叉。本研究提出“共同磨牙原基—迁移依赖型分离”的两步式早期磨牙模式建成模型,为解析上、下颌磨牙胚早期空间定位提供新的理论视角,也为揭示人类骨性颌骨融合合并磨牙先天缺失的发病机制提供线索;该调控机制在人类中的适用性仍有待后续验证。
图:早期上、下颌磨牙模式形成
研究成果以Disrupted early molar patterning in syngnathia mouse model为题,发表在《Science China Life Sciences》(中科院1区Top期刊)。福建师范大学为论文第一完成单位,林陈胜为论文第一作者兼通讯作者,Jeremy Green教授、胡雪峰教授为共同通讯作者。论文合作者包括英国伦敦国王学院牙科&口腔和颅面科学学院Jeremy Green教授、捷克科学院分子遗传研究所Jan Prochazka研究员及其团队;本研究得到国家自然科学基金项目(82470949、82001002、82170917)及英国伦敦国王学院KC Wong博士后奖学金等项目资助。
文章出处: http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11427-026-3473-9