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为探究巨噬细胞对胎儿舌发育的影响,研究人员通过对 C57BL/6 小鼠及胚胎 CX3CR1-CreERT2; Rosa-DTA 条件性巨噬细胞耗竭小鼠进行研究。结果发现巨噬细胞影响舌发育中的肌生成、细胞凋亡和血管生长。该研究为舌畸形研究提供新视角1215。
在人体这个奇妙的 “小宇宙” 中,口腔里的舌头看似普通,实则 “暗藏玄机”。它不仅是品尝美食、说话交流的重要 “工具”,还对脸部的美观和牙齿的正常咬合有着重要作用。要是舌头发育出了问题,比如出现巨舌症、小舌症或者舌裂等,那可就麻烦大了,不仅会影响颜值,还会让吃饭、说话都变得困难,严重降低生活质量。
一直以来,科学家们都在努力探索舌头发育的奥秘,可舌头复杂的结构和多样的细胞来源就像一道道难以跨越的关卡,让人们对其发育机制的了解十分有限。大家都知道,免疫细胞在身体里起着重要的免疫防御作用,可它们在胎儿舌头发育过程中究竟扮演着什么角色,却始终是个未解之谜。巨噬细胞作为免疫细胞大家庭的重要成员,在很多器官的发育中都有着关键作用,但它和舌头发育之间有没有联系呢?这就像一团迷雾,吸引着科研人员去揭开谜底。
为了搞清楚这些问题,山东大学口腔医学院的研究人员踏上了探索之旅。他们开展了一系列研究,主要聚焦于巨噬细胞在胎儿舌发育过程中的分布、表型和具体作用。经过不懈努力,研究人员发现,巨噬细胞在胎儿舌头发育过程中广泛存在,而且大部分都是 M2 表型。更重要的是,他们证实了巨噬细胞对胎儿舌头的正常发育至关重要,它会影响舌肌的生成、细胞的凋亡以及血管的生长。这项研究成果发表在《BMC Oral Health》杂志上,为我们理解舌头发育的机制打开了新的大门,也为后续研究人类舌头畸形和相关综合征的发病机制提供了全新的思路。
在研究过程中,研究人员用到了几种关键技术方法。首先是构建实验小鼠模型,通过将 Cx3cr1-CreERT2 小鼠和 R26R-DTA 小鼠杂交,得到条件性巨噬细胞耗竭小鼠。然后,运用免疫组织化学(IHC)、免疫荧光(IF)和多重免疫荧光(mIF)染色技术,来分析巨噬细胞的分布和表型,以及观察相关蛋白的表达情况。还对胚胎进行组织切片和染色处理,如苏木精 - 伊红(HE)染色,以此来观察舌头的形态结构变化。
下面来详细看看研究结果:
- 巨噬细胞在胎儿舌中的广泛分布:研究人员利用巨噬细胞的通用标记物 F4/80,对不同胚胎时期(E13.5、E14.5、E16.5 和 E18.5)的小鼠胎儿舌进行免疫组织化学染色。结果发现,从 E13.5 到 E18.5,每个时间点都能检测到 F4/80 阳性细胞,这说明巨噬细胞在胎儿舌头发育过程中一直存在。进一步研究还发现,巨噬细胞在舌内的不同肌肉区域,如舌上纵肌(SLM)、横肌和垂直肌(TM & VM)、舌下纵肌(ILM)以及颏舌肌(GGM)都有分布,而且在发育早期,不同区域的巨噬细胞密度存在差异,不过到了发育晚期这种差异就不明显了345。
- 胎儿舌中的巨噬细胞主要为 M2 表型:为了弄清楚胎儿舌中巨噬细胞的具体类型,研究人员用 F4/80 标记巨噬细胞,用 CD86 标记 M1 型巨噬细胞,用 CD206 标记 M2 型巨噬细胞,进行多重免疫荧光染色。结果显示,从 E13.5 到 E18.5,舌中几乎看不到 CD86 阳性的巨噬细胞,而几乎所有的 F4/80 阳性巨噬细胞都表达 CD206。这表明胎儿舌中的巨噬细胞主要是 M2 型,这种类型的巨噬细胞通常和组织重塑、血管生成有关67。
- 巨噬细胞对舌形态发生和肌生成至关重要:研究人员通过构建条件性巨噬细胞耗竭小鼠模型,发现与正常小鼠相比,巨噬细胞耗竭的小鼠胎儿舌形态不规则,舌的高度、宽度和面积都有所减小。对舌肌的进一步研究发现,巨噬细胞耗竭后,舌肌纤维排列紊乱,肌细胞体积减小,而且完全分化的成肌细胞标记物肌球蛋白重链(MHC)阳性的肌纤维数量也显著减少,这意味着巨噬细胞的缺失会影响舌肌的成熟和发育89。
- 巨噬细胞对胎儿舌细胞凋亡的重要作用:巨噬细胞具有吞噬凋亡细胞的功能。研究人员对细胞凋亡相关蛋白 Caspase3 和细胞增殖相关蛋白 Ki67 进行免疫组织化学染色后发现,巨噬细胞耗竭的小鼠胎儿舌中,Ki67 阳性细胞的比例略有下降,但没有统计学意义,而 Caspase3 阳性细胞的比例却显著增加,这说明巨噬细胞缺失会导致胎儿舌中的凋亡细胞增多1011。
- 巨噬细胞对舌血管形态发生的必要性:舌头是一个血管丰富的器官。研究人员发现,巨噬细胞耗竭的小鼠舌动脉的管腔横截面积和血管壁横截面积都显著减小,舌血管内皮细胞减少且排列紊乱。同时,血管生成的关键因子血管内皮生长因子 A(VEGFA)和转化生长因子 -β1(TGF-β1)的表达也降低了。此外,研究还发现巨噬细胞表达多种促血管生成因子,如神经毡蛋白 1(NRP1)、VEGFA 等,并且分泌白细胞介素 6(IL-6)和白细胞介素 1β(IL-1β),这些都表明巨噬细胞在促进胎儿舌血管生成方面发挥着重要作用121314。
综合研究结果和讨论部分,这项研究意义重大。它首次揭示了巨噬细胞在胎儿舌发育过程中的多种重要作用,让我们对舌头发育的机制有了更深入的认识。从巨噬细胞的角度出发,为理解人类舌头畸形和相关综合征的发病机制提供了新的方向,也为未来预防和治疗口腔颌面畸形带来了新的希望。相信在未来,随着对这一领域研究的不断深入,将会有更多的奥秘被揭开,为人类的口腔健康事业做出更大的贡献。