【关键词】 原位杂交,
关键词: 骨形成蛋白;颅面部发育;原位杂交
骨形成蛋白(Bone morphogenetic Proteins,BMPs)属于TGF-β超家族,最初从牛的脱矿骨骨基质提取出来,在活体内可诱导异位成骨.但近年来的研究表明,BMPs还是生长和发育中的调控分子.为了探讨BMPs在颅面部发育过程中的表达、区域及变化,为进一步研究颅面部畸形(如腭裂、唇裂、牙齿发育畸形等)的发生机制打下基础,作者检测了BMP2,4在颅面部各组织正常发育中的表达模式.
1 材料和方法
1.1 材料
BALB/c近交系孕鼠在妊娠期第14,15,16日分别被脱椎处死,取胎鼠头部固定于40g L-1 多聚甲醛,常规脱水包埋,作头部冠状切片.
1.2 方法
质粒pSP-65和Bluescript SK分别含有BMP2cDNA和BMP4cDNA片段,分别由美国基因研究所Dr. Wozney和得克萨斯大学JianQuan Feng提供,采用随机物延伸法标记地高辛作为探针.石蜡切片经常规脱蜡至水及0.1mol L-1 PBS后,分别用0.2mol L-1 HCL和蛋白酶K处理,乙醇脱水干燥.42℃杂交20h后,分别用2×SSC,1×SSC,bufferⅠ,bufferⅡ依次充分洗涤.羊血清封闭30min后,滴加抗标记碱性磷酸酶地高辛抗体2h,洗涤后用显色液(bufferⅢ1000μL,左旋米唑0.24mg,NBT4.5μL及BCIP3.5μL)暗处显色2h,TE液中止反应,常规脱水透明封片.
实验对照为除去探针的空白对照及RNase消化对照.阳性对照为已反复证明为有阳性反应的骨肉瘤标本. 2 结果
GD14,BMP2mRNA转录的区域主要位于鼻中隔、下鼻甲、舌体等组织的未分化间充质细胞以及麦克尔软骨前体细胞中(Fig1).在一些上皮性区域,无论是舌的上皮细胞,还是下颌突的上皮细胞中,表达BMP2mRNA的阳性细胞数目都很少,在牙胚中也未见BMP2的阳性信号,BMP4除了在BMP2阳性表达的区域有表达外,舌、腭、突、舌、下颌突的上皮细胞中BMP4也有散在的阳性着色(Fig2).GD15,鼻中隔软骨细胞中逐渐出现BMP2的弱阳性信号,在一些分化较好的细胞,如成熟的舌肌细胞中,BMP2,4均无表达.但在一些有软骨细胞形成的区域(如鼻中隔、麦克尔软骨)等处仍有BMP2,4的表达(Fig3).GD16,麦克尔软骨细胞已形成,分化成熟的舌肌细胞也已构成了舌体的大部分.此时,BMP2,4的表达量均锐减,阳性细胞着色较前明显变浅(Fig4),阳性信号只存在于未分化的间充质细胞中.
3 讨论
近年来的研究表明,在眼、肾、肢体、面突、牙胚、骨骼、神经系统等多种组织和器官的早期发育中也有BMPs的转录[1,2] .BMPs在胚胎发育中表达的广泛性,提示BMP很可能还是一种信号分子.Vainio等[3] 研究表明,BMP4在启动牙齿发育中首先表达在牙胚的上皮中,他将含有BMP4的缓释珠与牙胚中的间充质细胞共培养,发现原来无BMP4mR-NA转录的间充质细胞中出现了BMP4的转录.GD14-16为颅面部各组织器官中的未分化间充质细胞由聚集、增殖向细胞分化的转变期,在此期间,未分化细胞向麦克尔软骨细胞以及舌肌细胞分化.本实验结果表明,GD14,在未分化的间充质细胞中BMP2,4mRNA都有表达,但只有BMP4mRNA在上皮细胞中表达.当进入GD15,分化的细胞中基本都无BMPs mRNA的表达.例如,舌肌细胞中不表达BMP2,4mRNA,但未分化的舌肌前体细胞中仍有BMP2,4的表达.表明一旦细胞完成发育,BMPs将不再起促分化作用.而在一些软骨形成区(如鼻中隔、麦克尔软骨),即使未分化间充质细胞向软骨细胞的分化已经完成,其中仍有BMP2,4的强表达,因此此时起使用的可能不仅是BMPs的信号传递作用,其诱骨活性也开始发挥作用.因此,BMP2主要在发育早期起作用,而BMP4在早期和晚期都起作用.
参考文献
[1]Ten Dijke p,Yamadhita H,Sampath TK.Identification of type Receptors for osteogenic protein-1and bone morphogenetic pro-tein-4[J].J Biol Chem,1994;269(25):16985-16988.
[2]Dudley AT,Loyons KM,Robertson EJ.A requirement for bone morphogenetic protein-7during development of the mam-malian kidney and eye [J].Genes Dev,1995;9(22):2795-2807.
[3]Vainio S Muller U.Inductive tissue interactions,cell signaling,and the control of kidney organogenesis [J].Cell.1997;1990(6):975-978.