细胞程序性死亡在颌面部细胞凝聚区形成中的作用

作者:金岩 李鑫 董绍忠 吕红兵 杨连甲 李媛 朱萧玲 赵宇  文章来源:实用口腔医学杂志 

2007-6-30 16:30:10         【博客】 【论坛】 【投稿】 【打印】 【关闭


  颌面部肌肉的形成方式也表现为,在肌肉形成部位细胞增多、聚集,此时PCD数量较多,随之出现细胞分化为幼稚的成肌细胞,细胞形态发生变化,PCD数量减少(图5),待出现明确的肌纤维时,PCD数量明显减少(图6)。

图1 GD13d,下颌突未来下颌骨位置
出现细胞凝聚区(箭头示),H-E,×10

图2 GD13d,上颌突内均匀分布的间充质细胞中见
少量PCD阳性细胞(箭头示),TUNEL染色,×40


图3 GD13d,下颌突内凝聚区中见较多的PCD
阳性细胞(箭头示),TUNEL染色,×40


图4 GD15d,示上颌突内凝聚区PCD阳性标
记细胞(箭头示),TUNEL染色,×40


图5 GD15d,示幼稚的成肌细胞和间充质细胞
中的PCD阳性着色(箭头示),TUNEL染色,×40


图6 生后10d,示上颌分化成熟的肌纤维中只有
少量PCD细胞(箭头示),TUNEL染色,×40

3 讨 论

  目前,对于与骨的形态发生相关的细胞凝聚区的研究最为活跃,发现细胞凝聚区的形态及大小达不到正常可以出现:(1)成骨及成软骨延迟并导致形态变小;(2)邻近的凝聚区未能分隔或发生融合而导致骨骼形态异常;(3)邻近的凝聚区未能正常融合而导致骨缺陷;(4)凝聚区未达到最小的域值而造成骨或软骨的完全缺失。间充质细胞凝聚区启动其中细胞的分化,与骨骼形态发生有关的凝聚区细胞可以分化为成软骨或成骨细胞,是骨骼发育的关键,很多影响骨骼发育的基因表达异常可能出现在外胚间充质细胞凝聚形成凝聚区的过程[2]。Storm等人[1]首次发现了有骨骼发育畸形的短足小鼠和短耳小鼠中有与BMPs有关的基因突变和表达异常,这两种骨骼发育畸形都有明显的凝聚区的变化。在颅颌面部,凝聚区细胞来源于神经嵴细胞,这些神经嵴细胞在移行至特定区域后与原有的中胚层构成外胚间充质,在邻近的胚胎性上皮作用下,外胚间充质细胞发生移行、识别、聚集和增生,进而形成凝聚区[3,4]。颌面部由骨、关节、牙齿、肌肉(包括舌)等多种有形组织器官构成,实验结果显示,这些组织器官的形成初期都包括间充质细胞的一系列活动,并出现特定的细胞凝聚区。我们认为,由这些外胚间充质细胞构成的细胞凝聚区的大小、形态等方面,可能决定颌面部骨、关节、牙齿等组织器官发育的未来,因而也可能是腭裂等发育畸形形成的关键。
  细胞程序性死亡也称凋亡(apoptosis),PCD的紊乱与肿瘤的发生有着直接的关系,近期的研究显示PCD在整个生物的进化和胚胎发育中也起着主要的作用[5]。对PCD在胚胎发育中的作用形式的认识将会加深对发育中组织器官的形态发生以及畸形的深入了解。本文结果显示在颌面部发育的自始至终都有PCD的出现,PCD的出现是伴随着胚胎发育的普遍的现象。这正说明了PCD在胚胎发育中的重要作用。在颌面部组织发育中,随着特定组织器官的形成,相应的胚胎干细胞(如外胚间充质细胞)在相应部位凝聚,随着细胞凝聚的出现,PCD的数量和密度增多。当凝聚区内的细胞向特定细胞系表型转化时,PCD数量下降。PCD在颌面部凝聚区的形成中发挥着重要的作用,可控制其中的细胞数量和质量并有利于凝聚区的塑形。我们认为,PCD在发育中的作用主要为:(1)塑形;(2)去除不需要的结构;(3)细胞数量控制;(4)细胞质量控制等。
  PCD受到多种因素的调控,其中bcl-2、fas、c-myc、转化生长因子β(transforming growth factor β,TGFβ)等因子是重要的调控因素。目前认为生长因子对于凝聚区的影响最应受到重视。近期的研究发现,骨形成蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)不仅可以诱导未分化间充质细胞分化为成骨细胞,也是骨骼发育前期凝聚区中未分化细胞的潜在凋亡信号,BMP可以调控其中的细胞增殖和分化的数量[6]。已有大量实验证实,包括BMP的TGF-β超家族成员在多种组织的生长发育及愈合中发挥着诱导和调控的作用。BMP的骨诱导是通过诱导未分化间充质细胞分化成软骨和成骨细胞来完成的,是骨生成的启动因子。在对肢体骨骼发育的观察中,Kingsley[2]发现了BMP-2,-4,-5在决定未来骨骼的形成和基本外形的细胞凝聚区的表达,推测BMPs在诱导局部间充质细胞形成凝聚区以及凝聚区细胞进一步分化为软骨和骨发挥着重要的作用。他们认为,BMPs在细胞凝聚区合成及分布的基因变化,或者BMPs激活的分子信号接受途径,决定骨骼发育的结局。

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责任编辑:姚红祥  

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