活化素Ⅰ型受体对小鼠下颌骨髁突软骨生长发育的影响及其机制

目的：观察Ⅰ型骨形态发生蛋白（BMP）受体活化素Ⅰ型受体（ACVR1）对出生后小鼠下颌骨髁突软骨（MCC）细胞形态、增殖和分化的影响，为研究MCC相关性疾病的病因及治疗提供参考。方法：采用Cre-LoxP系统构建在C57BL/6J小鼠MCC细胞中条件性敲除ACVR1基因的动物模型。将基因型为Acvr1^fx/fx；RS/RS和Acvr1^+/-；Osterix （+）/（-）的雌性和雄性小鼠配对合笼，以子代Osterix-Cre （+）；Acvr1^fx/-；RS/+基因型小鼠为实验组，Osterix-Cre （+）；Acvr1^fx/+；RS/+小鼠为对照组。分别取新出生（n=3）、出生后21天（PN21）（n=4）和出生后42天（PN42）（n=5）雄性小鼠，X-gal染色检测MCC组织中Osterix-Cre表达，micro-CT法检测2组小鼠下颌骨髁突宽度和髁头长度，HE染色和甲苯胺蓝染色分析2组小鼠MCC细胞形态及各层软骨厚度，免疫组织化学（IHC）染色检测2组小鼠MCC组织中增殖细胞核抗原（PCNA）阳性细胞数和Ⅹ型胶原水平。结果：X-gal染色和IHC染色，ACVR1条件性基因缺失小鼠模型构建成功。在PN21时，与对照组比较，实验组小鼠下颌骨髁突宽度和髁头长度明显变短（P<0.05）；2组小鼠MCC细胞形态表现和结构无明显差异。与对照组比较，实验组小鼠肥大软骨细胞层（Hy）和成软骨细胞层（Ch）这2层及Hy单层MCC组织中PCNA阳性细胞数明显增多（P<0.05或P<0.01）。在PN42时，与对照组比较，实验组小鼠部分下颌骨髁突软骨细胞形态异常，部分髁突肥大软骨细胞的排列紊乱，实验组小鼠髁突软骨前1/3区的Hy和中1/3区除Hy以外的其他层细胞厚度明显增大（P<0.05或P<0.01）；与对照组比较，实验组小鼠MCC组织各层PCNA阳性细胞数和Ch中Ⅹ型胶原水平明显升高。结论：ACVR1通过抑制MCC细胞增殖和成软骨细胞向肥大软骨细胞的分化，从而影响MCC细胞形态及MCC组织结构。