ALX1作为转录因子,它在脊椎动物神经管闭合、四肢发育和颅面发育方面具有重要作用。在人类中,ALX1基因的突变会导致严重的颅面畸形。实验室前期的研究中,我们在颅神经嵴来源的细胞中特异性敲除小鼠Alx1基因导致腭裂表型。同时,我们还发现,该敲除小鼠的切牙还发生了缺失。目前尚无Alx1在小鼠切牙发育中的作用的相关研究报道。因此,本实验利用该基因敲除小鼠模型,对Alx1在切牙发育过程中的作用及其调控机制进行了深入的研究,为进一步理解Alx1在切牙中的作用提供了重要的实验数据。首先,我们检测了Alx1在野生型小鼠切牙牙胚中E12.5、E14.5和E16.5的表达。原位杂交结果显示,E12.5和E14.5时,Alx1只在切牙的间充质中表达。在E16.5时,Alx1不再表达于整个牙间充质,其表达位置集中在切牙的成牙本质细胞中表达。这预示着,Alx1基因可能在切牙发育分化过程中发挥重要的作用。其次,我们利用Wnt1-Cre和Alx1f/f小鼠交配,获得Wnt1-Cre;Alx1f/f小鼠。该小鼠可以在颅神经嵴来源的间充质细胞中特异性敲除Alx1基因。收获基因敲除小鼠的头部,与同窝对照小鼠相比,基因敲除小鼠的磨牙牙胚发育正常。然而,Wnt1-Cre;Alx1f/f小鼠上颌切牙尺寸明显变小,釉结节没有形成,发育停滞在蕾状期,且增厚上皮慢慢退化。Wnt1-Cre;Alx1f/f小鼠下颌切牙的发育稍微延缓,牙胚尺寸变小,牙本质分泌增多。该结果表明,Alx1在小鼠切牙发育过程中,从蕾状期到帽状期的过渡发挥重要的作用,且对成牙本质细胞的分泌也具有一定作用。最后,我们进一步通过RNA-Seq对E13.5Wnt1-Cre;Alx1f/f和同窝对照的野生型小鼠的上切牙间充质进行了转录组差异基因分析。对筛选出来的差异基因进行GO功能富集分析,发现差异基因在WNT信号通路、BMP信号通路和牙本质的形成等功能注释中大量富集。接着,我们通过原位杂交、免疫荧光/组化和荧光定量PCR验证这一结果。在这些差异基因中,Bmp4、Shh、Msx1、β-catenin、Lef1随着Alx1的敲除显著下调。因此,Alx1有可能通过Bmp4、Shh、Msx1、β-catenin、Lef1这些基因调控小鼠切牙的发育。综上所述,Alx1的敲除会导致小鼠上颌切牙发育停滞在蕾状期。下颌切牙发育延缓,尺寸变小,牙本质分泌增多。以及,在小鼠上切牙发育过程中,Alx1的敲除会导致Bmp4、Msx1、β-catenin、Lef1、Shh的下调,说明Alx1可能通过调控这些基因的表达,参与小鼠上切牙的发育。