美国韦尔·康奈尔医学院的科学家通过基因手段成功修复了特别为唇腭裂研究培育出来的小鼠胚胎上的唇裂症状。这一突破性研究成果或许指明了在人类身上预防或治疗类似疾病的道路。
唇裂和腭裂属于非常常见的先天性缺陷，相关治疗需要经历多轮手术、言语治疗和矫正治疗。在研究这两种畸形症的分子原理时，科学家可以借助的临床前手段到目前为止依然寥寥无几。
韦尔·康奈尔医学院细胞与发育生物学副教授利西亚·塞莱里博士及其研究伙伴在最新一期美国《发育细胞》杂志上发表研究报告，声称首次培育出唇裂(伴有或不伴有腭裂)小鼠模型。研究人员发现，生成Pbx蛋白质的多种基因能够对细胞信号活动进行协调，而细胞信号活动又能对唇腭畸形的发育产生重要影响。研究发现，只需改变Wnt信号通路(一种参与胚胎发育的蛋白质作用网络)中的一种分子，就足以修复唇腭缺陷。
塞莱里对Pbx蛋白质进行了多年研究，已经证实了这一类型蛋白质在器官和骨骼发育中的作用。在最新研究中，她与研究伙伴想要检验一下Pbx蛋白质是否同样参与了面部发育。答案是肯定的。
研究人员发现，只有多个Pbx基因同时发生变异的小鼠胚胎才会出现彻底的唇裂(伴有或不伴有腭裂)。
不仅如此，发生多种Pbx变异的小鼠胚胎内的Wnt信号通路活动同样会减少乃至消失。Pbx基因管理着包括Wnt在内的一个与唇裂有关的信号分子链。这一信号网的失调会导致细胞程序性死亡减少，由此影响到面部组织的正常融合，最终引发唇裂。
当研究人员通过基因手段恢复了小鼠胚胎外胚层的Wnt活动时，所有接受多种Pbx基因变异的实验鼠的唇裂症状就完全消失了。
塞莱里说：“这是首次有人在胚胎上修复了此类缺陷，我们因此有力地证明Wnt是一个关键因素。”
A Conserved Pbx-Wnt-p63-Irf6 Regulatory Module Controls Face Morphogenesis by Promoting Epithelial Apoptosis
Elisabetta Ferretti, Bingsi Li, Rediet Zewdu, Victoria Wells, Jean M. Hebert, Courtney Karner, Matthew J. Anderson, Trevor Williams, Jill Dixon, Michael J. Dixon, Michael J. Depew, Licia Selleri
Morphogenesis of mammalian facial processes requires coordination of cellular proliferation, migration, and apoptosis to develop intricate features. Cleft lip and/or palate (CL/P), the most frequent human craniofacial birth defect, can be caused by perturbation of any of these programs. Mutations of WNT, P63, and IRF6 yield CL/P in humans and mice; however, how these genes are regulated remains elusive. We generated mouse lines lacking Pbx genes in cephalic ectoderm and demonstrated that they exhibit fully penetrant CL/P and perturbed Wnt signaling. We also characterized a midfacial regulatory element that Pbx proteins bind to control the expression of Wnt9b-Wnt3, which in turn regulates p63. Altogether, we establish a Pbx-dependent Wnt-p63-Irf6 regulatory module in midfacial ectoderm that is conserved within mammals. Dysregulation of this network leads to localized suppression of midfacial apoptosis and CL/P. Ectopic Wnt ectodermal expression in Pbx mutants rescues the clefting, opening avenues for tissue repair.
文献链接：https://www.cell.com/developmental-cell/abstract/S1534-5807(11)00317-0
