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RUNX2基因对恒牙萌出影响1/21摘要

恒牙萌出过迟又称恒牙迟萌，恒牙迟萌影响患者咀嚼、发音、美观，甚至会对患者造成心理负担，显著妨碍患者身心健康，影响患者生活质量。

而颅骨锁骨发育不全（CCD）在基因异常所致多数恒牙迟萌中最常见。 CCD是一个遗传性骨骼系统疾病，也有散发病例报道。经典临床表现包含前囟闭合延缓或不闭合、锁骨发育不良和恒牙迟萌、多生牙等。研究发觉Runx2基因为CCD致病基因。2/21目录01

牙齿萌出过迟02

颅骨锁骨发育不全综合征03Runx2基因3/2101

牙齿萌出过迟又称牙齿迟萌，是牙齿萌出显著晚于正常萌出期。可发生于全部乳、恒牙或部分/个别牙。牙齿萌出过程对颅面部正常发育有较大影响。而且，牙齿迟萌经常会是局部或全身疾病初始甚至唯一临床表现。

当前相关牙齿迟萌发病机制研究主要集中在三个方面：局部原因、全身原因和遗传原因。牙齿萌出过迟4/21

物理性阻挡是比较常见局部原因。这种阻挡能够由各种原因引发，比如乳牙外伤、粘膜屏障、牙弓长度不足、多生牙及肿瘤等。

各种全身原因，包含营养缺乏、内分泌系统疾病、早产、感染和贫血等，能够引发恒牙迟萌。

很多遗传性疾病和综合征患者临床表现为牙齿迟萌。Apert综合征、CCD和Gardner综合征患者多生牙是引发牙齿迟萌主要原因。局部原因全身原因遗传原因015/2102

颅骨锁骨发育不全综合征，即CCD，是一个常染色体显性遗传造成骨骼系统疾病。CCD经典临床表现包含前囟闭合延缓或不闭合、锁骨发育不良和口腔异常表现。

牙齿异常是CCD经典临床表现之一，可表现为乳牙滞留、恒牙迟萌以及多生牙。患者恒牙牙根发育延迟且萌出潜力减弱。

大量研究证实，Runx2基因为CCD致病基因。Runx2基因共有8个外显子，当前除了外显子0、6之外在其它外显子均已发觉存在突变位点。现已发觉基因突变有上百种，包含缺失、插入、无义、错义突变以及剪接位点改变等各种类型突变。颅骨锁骨发育不全综合征6/2103 Runx2（又称CBFA1、PEBP2A1、AML3）基因是runt结构域基因家族一员。Runx2基因全长220kb，共包含八个外显子。Runx2基因编码转录因子RUNX2蛋白。RUNX2是一个成骨特异性转录因子，是成骨细胞发生与分化必要原因。在分化完全细胞内也能够发觉RUNX2存在，这说明RUNX2在维持细胞正常功效中也起着主要作用。Runx2基因 RUNX2是牙齿形成必须原因。Runx2基因突变能够引发CCD。动物研究也证实了这一点。Runx2基因敲除小鼠会表现出与CCD相同骨骼发育异常。CCD患者牙齿异常可能是牙齿发育形成相关细胞RUNX2功效障碍直接结果。这提醒RUNX2在牙列形成中起到非常主要作用。 RUNX2蛋白能与CBFβ形成异二聚体。CBFβ是RUNX2维持有效功效所必须，它能够使RHD处RUNX结构发生变构而加强与DNA结合能力。另外，CBFβ在维持RUNX稳定中也发挥主要作用。它能够保护RUNX蛋白免受泛素-蛋白酶系统降解。7/213.1 Runx2存在多个亚型。RUNX2有两种主要N末端亚型。这两种亚型从Runx2基因转录时分别受近端和远端开启子调整。

近端开启子产物以氨基酸MRIPVD为起始，称为Ⅰ型、PEBP2A或P56。

远端开启子产物是以MASNSL开头，称为Ⅱ型、Til-1或P57。 OSF2（Ⅲ型）是Ⅱ型剪接变体，仅出现在小鼠。Ⅲ型起始氨基酸为MLHSPH，而且其功效与Ⅱ型相同。Ⅲ型并不是转录活化所必须，但可能在转录调整中有特殊作用。RUNX2亚型8/213.1

Ⅰ型和Ⅱ型功效不一样，但都是骨发育必要原因。Ⅰ型表示较广泛，不但存在于间充质组织中，也存在于成骨细胞祖细胞。Ⅰ型主要在细胞分化中发挥作用而且其表示不受细胞分化状态影响。Ⅰ型可能参加了膜内成骨起始阶段而且连续发挥作用直到成骨细胞分化结束。Ⅱ型在成骨细胞分化或BMP2刺激时表示增加，这提醒Ⅱ型是维持成骨细胞表型所必须，而Ⅰ型主要是起调整作用。Ⅱ型主要存在于前体成骨细胞和成骨细胞中，参加分化后期成骨细胞成熟。在成骨细胞分化后期Ⅰ型、Ⅱ型表示及作用差异不大。

RUNX2亚型

不一样组织各亚型表示有所差异。新生小鼠切牙成釉细胞和成牙本质细胞Ⅰ型高表示，Ⅱ型和Ⅲ型低表示。

研究显示Ⅱ型和Ⅲ型是牙胚蕾状期发育必不可少。而且Ⅱ型和Ⅲ型是培养小鼠下颌骨中DMP1、DSPP、AMGN和AMBN转录必须原因，在成釉细胞和成牙本质细胞分化中起主要作用。9/213.2 RUNX2蛋白含有3个转录激活区（AD）和1个转录抑制区（RD）。AD1由N末端19个氨基酸所组成。AD2位于谷氨酰胺/丙氨酸残基组成Q/A域内。AD2功效主要取决于Q/A域内29个串连谷氨酰胺残基，而不会受到丙氨酸残基缺失影响。串连氨基酸残基存在抑制功效而且在核定位中发挥作用。AD3在N末端富含脯氨酸/丝氨酸/苏氨酸PST结构域内。该区域突变会造成RUNX2无法SMADs产生相互作用，降低成骨细胞对TGF-β/BMP信号路径反应。另外该区域能够和p300分子相互作用影响成骨素基因表示。p300乙酰转移酶活性能够保护RUNX2不受SMADs泛素调整因子介导泛素化作用降解以及促进RUNX2转录活性。RUNX2结构域 RUNX2Runt结构域能够与靶基因关键结合因子位点结合。关键结合因子又称成骨细胞特异性顺式作用元2（OSE2）。OSE2被发觉存在于全部主要成骨相关基因，如骨钙素、Ⅰ型胶原、BSP、骨桥蛋白、MMP-13及ALP这些基因开启子区域。OSE2与其它原因如AP-1及SMADs共同控制这些基因表示。10/213.2 RD位于PST结构域C末端。C末端5个氨基酸序列(VWRPY)高度保守并可能与TLE或Grg家族阻遏蛋白结合而阻遏转录作用。成骨细胞分化期间TLE/Grg表示下调能够缓解细胞分化时Runx2抑制作用。RD其它部分也能够和别阻遏蛋白作用，如HDAC、SIN3及YAP等。 RUNX2在转录后会与核基质特殊区域结合而作用于转录控制以及RUNX2与SMADs、RNA聚合酶等相互作用。RUNX2这一作用受核基质定位信号(NMTS)调整。NMTS是位于RHD和PST之间，由28个氨基酸所组成片段。NMTS区域点突变会影响RUNX2在核内定位，进而影响RUNX2与目标基因之间相互作用。RUNX2结构域11/213.3Runx2基因与骨组织12/213.3.1 Runx2基因敲除小鼠软骨发育正常，不过没有骨组织形成，也没有成骨细胞及破骨细胞生成，软骨细胞成熟也受到干扰。这些发觉都表明了转录因子RUNX2是成骨细胞分化所必须。Runx2与成骨细胞分化13/213.4RUNX2和牙齿成熟及萌出14/213.4.1 Runx2表示控制影响成釉器上皮发育下游原因。 AMBN是一个细胞外基质蛋白，它在釉质结晶形成中有一定作用。鼠Ambn基因开启子包含有两处RUNX2结合位点。RUNX2可与Ambn开启子主要功效性区域结合。Ambn开启子RUNX2结合位点基因突变会使开启子活性降低。说明RUNX2在Ambn基因转录中发挥主要作用。

Ⅱ型Runx2mRNA在幼稚及成熟成釉细胞内仍有强烈表示。所以，Runx2参加成釉器形成早期阶段和牙冠形成，而且可能在牙釉质形成也起直接作用。CCD患者拔除恒牙组织学研究显示牙齿发育不全，而乳牙并无此发觉。成釉细胞15/213.4.2

成骨细胞与成牙本质细胞有一些相同之处，包含类似基因表示。成牙本质细胞细胞外基质（DSPP或DMP1）非胶原成份也存在于其它组织，如成骨细胞和牙周组织，只是表示水平较低。 Runx2在早期成牙本质细胞表示上调。然而与成骨细胞不一样是，分化成熟成牙本质细胞Runx2显著降低甚至检测不到。另外，小鼠Dspp基因调控子中存在多处RUNX2结合位点。RUNX2能够提升幼稚成牙本质细胞Dspp表示，下调较成熟成牙本质细胞Dspp表示。成牙本质细胞16/213.4.3

细胞牙骨质内多数细胞都有不一样程度Runx2基因mRNA和RUNX2蛋白表示。CCD患者恒牙无细胞和细胞牙骨质均存在缺点，而乳牙并不受影响。牙骨质17/213.4.4

牙周膜（PDL）成纤维细胞存在Ⅱ型Runx2表示。RUNX2经过抑制作用来维持PDL宽度。PDL成骨细胞形变会引发RUNX2表示增加，及活化ERK/MAPK信号路径，提升RUNX2DNA结合活性。牙周膜18/213.4.5 RUNX2控制成骨细胞和成牙本质细胞成熟，因而，在RUNX2蛋白缺乏组织中牙齿萌出迟缓，CCD患者牙齿成熟比正常人延迟四年。

在牙齿发育及萌出整个过程中牙槽骨中都有RUNX2表示。牙齿萌出受破骨细胞、成骨细胞准确控制。受RANK-RANKL调整牙槽骨破骨细胞生成是正常牙齿发育及萌出必须原因。而CSF-1、RANKL和OPG空间分布及相对丰度是决定牙齿周围骨质中破骨细胞活性关键原因。证据显示RUNX2能够直接或间接作用于OPG／RANK／RANKL系统来影响骨重建过程，这种作用在牙胚和骨形成或吸收细胞之间同时发生，以确保牙齿在颌骨内正确空间位置。而CCD患者牙齿迟萌及异位萌出或许是因为RUNX2功效丧失所致。19/21

牙齿萌出还依赖于牙囊存在。研究表明，以手术方法去除小鼠牙囊，牙齿不能萌出，而保留牙囊用其它惰性物质置换牙胚，结果置换物仍能够萌出。说明缺乏牙囊牙齿不能正常萌出。

其次，牙囊还能够分泌集落刺激因子(CSF—1)、单核细胞趋化蛋白(MCP-I)、白介素-la(IL-1a)、上皮生长因子(EGF)、转化生长因子(TGF)等，从而诱导单核细胞从牙囊组织毛细血管中进入牙囊，然后深入转移至牙槽骨中成为破骨细胞。