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为探究维甲酸（RA）信号异常影响胚胎面部发育的机制，研究人员开展了早期 RA 暴露对小鼠胚胎面部突起转录组影响的研究。结果发现 let-7c-Sox2 网络失调，这为揭示相关颅面畸形病因提供依据。
在人类面部早期发育过程中，众多复杂而有序的细胞活动紧密配合，共同塑造着面部的形态。这其中，神经嵴细胞迁移、增殖、分化，上皮 - 间充质转化，以及面部突起中间充质和上皮细胞的凋亡等过程，在时间和空间上精确协同。然而，这一精密的发育过程却十分脆弱，遗传调控的缺陷和不良环境因素都可能使其 “脱轨”，进而导致颅面畸形。在各类颅面畸形中，口面裂（Orofacial Clefts，OFCs）最为常见，全球平均每 700 个新生儿中就有 1 例发病。
维甲酸（Retinoic Acid，RA）作为维生素 A（视黄醇）的衍生物，在面部发育进程中扮演着极为关键的角色。它如同一位 “幕后指挥官”，通过与内在的 RA 信号通路相互作用，精准调控细胞命运、组织细胞模式以及促进细胞分化。正常情况下，饮食摄入的视黄醇会在一系列酶的作用下逐步氧化为具有生物活性的 RA，随后 RA 与视黄酸受体（Retinoic Acid Receptors，RARs）和视黄酸 X 受体结合，激活特定基因表达。而且，RA 信号在早期发育过程中呈现出严格的时空特异性调控，例如在神经管中，其前后梯度对于确定前部边界和诱导后部边界的神经嵴细胞至关重要；在眼周间充质中，强烈的 RA 信号是颅神经嵴迁移的主要环境信号之一。
但是，RA 信号的平衡一旦被打破，无论是过多还是过少，都会引发严重后果。在人类研究和动物模型中均发现，编码 RA 信号成分的基因发生变异，如视黄醇结合蛋白（RBP4）和 RARA，会增加唇腭裂的发病风险。在小鼠实验中，去除神经嵴细胞中的视黄酸受体会减少额鼻突中的细胞凋亡，导致颅面骨和软骨发育不全；而 cyp26?/?小鼠则会出现下颌截断、颅骨骨化减少和腭裂等症状。尽管孕期补充维生素 A 对唇腭裂有一定的预防作用，但孕早期过量摄入 RA 却具有致畸性，不仅会增加人类唇腭裂的发病风险，还会诱导小鼠出现唇腭裂。然而，目前对于异常 RA 信号导致颅面畸形的致病机制，科学界仍知之甚少。
为了深入探究这一谜题，研究人员开展了相关研究。他们以早期 RA 暴露的小鼠胚胎为研究对象，利用前期通过 RNA 测序（Song 等，2023）获得的小鼠颅面过程中 miRNA 和 mRNA 表达谱数据（GSE238064），对其中的基因表达变化进行深入挖掘。研究最终发现了 let-7c-Sox2 网络的异常调控，这一成果为揭示 RA 信号异常导致颅面畸形的发病机制提供了新的方向，对于预防和治疗相关先天性疾病具有重要意义，该研究成果发表在《Developmental Biology》上。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是 RNA 测序技术，用于分析早期 RA 暴露后小鼠胚胎面部突起中 miRNA 和 mRNA 的表达谱变化；其次是荧光素酶报告基因检测技术，以此来验证 let-7c 和 Sox2 之间的直接结合和调控关系；此外，还进行了细胞增殖实验，探究相关基因表达变化对细胞增殖的影响。
异位 RA 信号诱导面部突起中 let-7c 表达增加
研究人员在前期研究中，对正常怀孕小鼠和早期过量 RA 暴露（在 E8.5、E9.5 和 E10.5 连续三天口服给予 25mg/kg 全反式维甲酸（atRA））怀孕小鼠的 E12.5 胚胎面部突起进行了 miRNA 和 mRNA 表达谱分析（GSE238064）。通过对差异表达 miRNA（DEGs）的分析，发现 mmu-let-7c-1-3p 是对早期 RA 暴露响应最为显著上调的 miRNA 之一。进一步研究发现，在 RA 处理的小鼠和鸡胚胎面部突起的上皮和间充质中，let-7c 的表达普遍增加。这表明，早期 RA 暴露会引发胚胎面部突起中 let-7c 的异常高表达。
let-7c 与 Sox2 的调控关系及表达相关性
研究人员运用荧光素酶报告基因检测技术，证实了 let-7c 和 Sox2 之间存在直接的结合和调控关系。在体外实验中，还观察到 let-7c 和 Sox2 表达之间存在显著的负相关关系。这意味着，当 let-7c 表达升高时，Sox2 的表达会相应降低，二者之间存在着密切的调控联系。
Sox2 表达减少对胚胎发育的影响
在 RA 诱导的小鼠胚胎中，从 E10.5 到 E12.5，Sox2 表达减少主要出现在上颌和腭板的上皮中。这种变化导致了口腔粘连和腭板发育不全。体外细胞增殖实验结果显示，let-7c 的上调会抑制间充质细胞增殖，这在一定程度上解释了腭板发育不全的原因。由此可见，Sox2 表达减少会对胚胎面部相关结构的正常发育产生不良影响。
研究表明，早期 RA 暴露会导致小鼠胚胎面部突起中 let-7c-Sox2 网络失调。let-7c 表达增加，进而抑制 Sox2 表达，最终影响间充质细胞增殖，导致口腔粘连和腭板发育不全等颅面畸形相关症状。这一研究成果揭示了 RA 信号异常影响胚胎面部发育的新机制，为深入理解颅面畸形的发病原因提供了重要线索，有望为相关先天性疾病的预防和治疗提供理论依据和潜在干预靶点。然而，目前对于这一调控网络在整个胚胎面部发育过程中的动态变化，以及与其他信号通路之间的相互作用等方面，仍有待进一步深入研究。未来的研究可以围绕这些问题展开，以期更全面地揭示胚胎面部发育的调控机制，为降低颅面畸形的发病率提供更多的理论支持。
