由于顱骨原基(發(fā)育中的頭骨)中成骨細胞的遷移和分化缺陷，囟門增大，前額骨小，可導致機械損傷的顱骨。所述的Wnt /平面細胞極性的信號傳導途徑(的Wnt / PCP)，通常調節(jié)胚胎發(fā)育期間在組織中的細胞遷移和移動。最近由Yong Wan及其同事在顱面再生中心進行的一項研究中，研究的重點是Prickle1基因，它是頭骨中Wnt / PCP通路的核心成分。

對于這些研究，Wan等人。使用了Prickle1的錯義等位基因，命名為Prickle1 Beetlejuice(Prickle BJ)。純合的Prickle BJ / BJ'Beetlejuice'突變體是小頭畸形的，并且在額骨不足之間形成擴大的囟門，盡管頂骨是正常的。純合突變體具有其他幾種顱面缺陷，包括中線唇裂，不完全滲透性腭裂和頭部近端 - 遠端生長減少。中觀察到的降低的科學家的Wnt /β-catenin的和hedgehog信號在額葉骨研究中的純合突變體的縮合。

結果現已發(fā)表在科學報告上。在純合突變體中，額骨成骨細胞前體經歷了延遲分化，同時遷移標志物的表達減少，導致額骨發(fā)育不全。該研究表明，Prickle1蛋白功能有助于骨形成細胞(成骨細胞前體)的遷移和分化，并且其在突變動物模型中的缺失導致缺陷。純合突變體(Prickle BJ / BJ)發(fā)展出心臟流出道未對準和腭裂，導致突變小鼠的圍產期死亡。因此，觀察到的表型特征是從早期到晚期的胚胎階段。

從本質上講，顱面復合體包含三個不同的區(qū)域：顱骨穹窿，顱底和面部。顱底形成了腦膜和顱頂的地板 - 屋頂。顱底骨骼通過軟骨內骨化形成，而顱骨穹窿中的骨生成通過膜內骨化發(fā)生。無論是顱骨拱頂和顱底是胚胎起源(神經嵴來源的或中胚層衍生的)的。

在研究模型中，Beetlejuice突變體(Bj)在Prickle1基因(C161F)中含有點突變，Bj C161F突變對細胞質蛋白Prickle1 的功能有害。人體內蛋白質的突變通常與家族性癲癇有關。突變表型與Prickle1的另一個獨立點突變一致，稱為C251X，其包括發(fā)育不良的肢體和腭裂。雖然該基因的蛋白質產物在細胞質中廣泛表達，但對其在顱面骨生成中的作用知之甚少。

在本研究中，Wan等人。使用阿爾新藍和茜素紅組織學染料分析頭部的骨骼和軟骨。純合突變體頭骨較小，頭部的近端 - 遠端長度隨著頭骨內側 - 外側寬度的增加而減小。結果顯示，在野生型小鼠(Prickle + / +)中，鼻骨對顱骨穹窿總長度的貢獻在統(tǒng)計學上顯著降低。

相反，在純合突變體(Prickle BJ / BJ)中，額骨對總長度的貢獻增加，而頂骨的比例保持不變。總之，結果表明在額骨發(fā)育的所有階段都需要Prickle1蛋白功能。

Wan等人。通過檢查野生型與突變體胚胎中蛋白質的組織分布，重點關注Prickle1在發(fā)育中的頭骨穹窿中的功能。他們發(fā)現Prickle1突變導致額骨發(fā)育過程中的兩個缺陷過程，其中包括延遲的成骨細胞分化和額骨中的遷移減少。在cleidocranial dysplasia(CCD)的表型譜中也觀察到這種額骨缺損。

觀察到的額骨功能不全可能是由于增殖和細胞死亡的缺陷造成的?？茖W家們使用蘇木精和伊紅(H&E)組織學染料進行了研究，通過在胚胎階段12.5(E12.5)觀察野生型與突變體動物的額骨凝結來檢驗假設，此時通常會發(fā)生額骨凝結。此后，他們進行了TUNEL凋亡測定，其中結果表明在任一基因型中非常少的凋亡細胞(通過TUNEL陽性攝取描繪)。

該研究包括突變體與野生型小鼠中的BrdU標記的細胞計數，以顯示增殖細胞的比例也沒有差異。然后使用磷酸 - 組蛋白H3免疫組織化學測試活躍分裂細胞的數量，以顯示同窩仔畜中分裂細胞數量沒有差異。由于細胞死亡和增殖沒有變化，科學家接下來決定測試成骨分化是否正確發(fā)生。

為此，Wan等人進行了RNA 原位雜交實驗，以評估前額骨的成骨細胞和成骨細胞中堿性磷酸酶(ALP)和Osterix(OSX，也稱為Sp7)的表達。他們確定了RUNX2的表達，RUNX2是頭骨中成骨細胞定型的早期標志物，也是更成熟的成骨細胞的標志物ALP。通過胚胎階段15.5(E15.5)，與野生型同窩仔相比，突變體額骨的外顱層中Runx2，ALP和OSX的表達降低?？茖W家們確定，額骨骨質延遲的膜內骨化(間充質組織轉化為骨)會導致發(fā)育不良的Beetlejuice突變體。

Wan等人。通過研究突變體中經典Wnt和Hedgehog(HH)信號傳導的水平，進一步確定缺陷信號系統(tǒng)是否導致觀察到的延遲額骨骨生成。結果表明，HH信號傳導(顱骨發(fā)育所需)的水平確實在突變動物中是有缺陷的。

最后，他們在野生型和突變體同窩仔畜中進行了成骨細胞遷移標記物的原位雜交(標記為Engrailed1(En1)，Twist1，Msx1和Msx2)。在突變體的額骨原基中標記物的表達水平降低。結果表明，在顱骨穹窿發(fā)育的各個階段，Prickle1蛋白功能是介導成骨細胞前體細胞遷移所必需的。

通過這種方式，萬等人。分析了Beetlejuice突變小鼠作為了解小頭畸形病因的新模型。目前用于確定小頭畸形中面部和頭骨的生長模式的動物模型的數量是有限的?？茖W家們在研究中結合了相對于Prickle1突變體的遺傳，分子和物理機制，以顯示新小鼠模型中顱面部區(qū)域生長減少的貢獻。Wan等人。將繼續(xù)工作，以了解細胞遷移和每個隔室(腦，顱穹窿和顱底)的改變如何促進小頭畸形，顱骨模式和生長的發(fā)展。