华盛顿大学研究人员发现了有关常见出生缺陷原因的新闻线索

发布时间：2024-01-23 16:48:34 栏目：精选知识

导读 唇裂和腭裂是人类最常见的颅面出生缺陷，每年影响全球超过 175,000 名新生儿。然而，尽管经过了数十年的研究，人们仍然不知道大多数病例

唇裂和腭裂是人类最常见的颅面出生缺陷，每年影响全球超过 175,000 名新生儿。然而，尽管经过了数十年的研究，人们仍然不知道大多数病例的原因是什么，或者可以采取哪些措施来预防它们。但威斯康星大学兽医学院 (SVM) 最近的一项研究发现了有关小鼠口面部发育的新信息，研究人员认为这些信息有一天可能有助于降低人类出现这些出生缺陷的风险。



该研究本周发表在《国家科学院院刊》 ( PNAS )上，首次提供了颅面发育所需的 DNA 甲基化机制的直接证据。DNA 甲基化是一个过程，其中将一组分子添加到 DNA 中，从而改变基因的表达，但实际上并不改变 DNA 序列。它还受到各种环境因素的影响。研究人员发现，DNA 甲基化的破坏会干扰嘴唇和上颚的发育，并导致小鼠出现这些出生缺陷。

这项研究由华盛顿大学兽医学院比较生物科学副教授 Robert Lipinski 领导，是朝着制定预防策略迈出的重要一步，有朝一日可以降低唇裂和腭裂(统称为口面裂(OFC))的风险。在动物和人类中。

“我们从过去的研究中知道，遗传学和环境相互作用会导致这些类型的出生缺陷，但我们对环境因素的理解远远落后于遗传学。” 利平斯基说。“与遗传学不同，我们没有可以回顾性检查的产前环境的永久记录，但将 OFC 与 DNA 甲基化联系起来有助于我们缩小对改变此类出生缺陷风险的特定环境影响的关注范围。”

他的团队的工作证实了 DNA 甲基化在胚胎发育过程中调节口面部发育的重要作用，并证明了该过程的破坏如何改变干细胞形成颅面骨和软骨结缔组织的能力，从而产生 OFC。

Lipinski 和他的团队通过首先对两组不同的小鼠胚胎中的 DNA 甲基化进行基因操作，得出了这些结果。这些实验产生了看似矛盾的结果，其中一组小鼠出现了 OFC，而另一组则没有。为了了解各组之间存在差异的原因，研究小组进行了另一轮实验，在不同发育阶段的小鼠胚胎中抑制 DNA 甲基化。DNA甲基化发生的时间对于口面部裂的形成至关重要。

他们发现，妊娠第 10 天的暴露会导致 OFC 的形成，但仅 48 小时后施用相同的抑制剂就会导致口面部正常发育。

Lipinski 说，识别妊娠敏感性的这一狭窄窗口非常重要，因为这不仅有助于缩小团队下一阶段研究的重点，而且一旦人们再次了解可改变的环境和行为风险，也将有助于设计未来的公共教育计划影响人类 OFC 风险的因素。小鼠胚胎的妊娠第10天对应于人类胚胎发育第5周的开始 ——在这个阶段，许多怀孕可能尚未被识别。

“我们知道 DNA 甲基化会受到多种环境因素的影响，包括母亲压力、饮食以及接触药物、毒素和环境污染物，更好地了解环境敏感机制如何调节口面部发育可以直接导致出生缺陷预防策略，”他说。“我们团队下一阶段的研究重点是确定影响口面部发育过程中 DNA 甲基化的特定因素，从而改变 OFC 风险。”

Lipinski 和他的团队在下一阶段的研究中处于独特的地位，因为该研究的另一个重要成果是：团队开发了一种新的体外模型。该模型将使他们能够在实验室培养皿中快速筛选数千种饮食和环境因素，然后在小鼠模型中测试特定因素对唇裂易感性的影响。

细胞和动物模型的结果将帮助研究人员更快、更准确地识别可能对人类发育产生影响的因素[ETM1] 。

上唇和上颚的口面裂影响大约七百分之一的新生儿，患有 OFC 的个体在婴儿期和青春期需要多次手术、牙科手术和言语治疗时面临喂养困难。研究表明，患有 OFC 的人在生命的各个阶段都有较高的死亡率。