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转录因子USF1属于进化高度保守的转录因子bHLH-zip家族，具有同Myc蛋白相似的多肽结构，可竞争结合相同的靶DNA序列，从而拮抗Myc促进细胞增殖与转化的功能，它不仅为胚胎正常发育所必需，而且已被证实能激活多种同牙齿发育有关的靶基因转录，如OPN，BMP-4，TGF-β2，CyclinBl，TGF-βⅡ型受体等，从而调节细胞增殖、分泌活动和细胞周期的进行。此外，近年有研究发现转录因子USF1可显著增强nAchRα7启动子活性，上调nAchR的表达水平。 尼古丁是损害牙胚并造成牙齿发育异常的重要原因之一，探讨它对牙胚毒害作用的分子机制是防治其危害的关键。多年来，人们仅从流行病学调查和体内实验证实了这一现象，最近我科的实验结果显示尼古丁干扰了牙乳头细胞的成熟和它们的重要生理功能；小鼠牙胚中有nAchR表达，尼古丁可通过nAchR损害牙齿发育并且上调其表达水平，但对于尼古丁这种作用的分子机制并不十分清楚。 为了揭示转录因子USF1在牙齿发育过程中的调控作用并在此基础上探讨转录因子USF1在尼古丁损害牙齿发育中的作用机制而进行实验，其主要研究内容及结果如下： 一．转录因子USF1在小鼠牙齿发育中表达的研究 本部分研究首先应用RT-PCR和Western blot方法确定牙胚中有USF1表达，并在此基础上观察了牙齿发育过程中USF1mRNA和蛋白水平的分布模式。RT-PCR结果显示，不仅从P5d小鼠上下颌第一磨牙胚中成功扩增并克隆到USF1cDNA片段，而且还发现了一种新的USF1mRNA剪接体，氨基端比USF1少31个核苷酸，命名为miniUSF1，已登录Genebank；Western blot结果表明，鼠牙齿发育过程中有USF1蛋白表达并且出现量的变化，但未检测到miniUSF1mRNA剪接体编码的蛋白 第四军医大学博士学位论文质；免疫组化和原位杂交结果显示转录因子USFI在牙齿发育过程中有着高度特异性的表达模式，其衰达主要局限于分泌期的成釉细胞和成牙本质细胞，而在钟状器之前或牙齿萌出后的牙齿中USFI ＆：IH．－w为阴性。这些结果说明，转录因子USFI与牙齿发育过程中成牙本质细胞和成釉细胞的分化及功能活性紧密相关。二．转录因子USFI对成牙酮细胞功能影响的研究 为了进一步证实转录因子USFI在牙齿发育中的功能，本部分实验通过炳)培养成牙本质细胞 MDPC－23，稳定转染 USFI和 A。USFI表达质粒，并检测细胞中USFI、骨桥素和 TGF蛇 ＆jL的变化，发现：体外培养的成牙本质细胞中有转录因子USFI蛋白表达，并且定伎于细胞浆，而阳性对照Hela细胞中USFI蛋白位于细胞核；稳定转染USFI能增加成牙本质细胞中 OPN和 TGF卡的表达；耐S定转染AAISF（具有抑制转k因子USF的功能）后，OPN与 TGF书。的表达水平则下降，从而证明转录因子 USFI具有调控成牙本质细胞表达 OPN和 TGF乃的功能，同牙齿发育过程中牙本质基质的分泌、矿化有密切联系。5．转录因子USFI在尼古丁损害鼠牙齿发育中的作用研究 为了探讨转录因于 USFI在尼古丁损害牙齿发育中的作用tMIJ，本部分研究在进一步观察尼古丁对’j。鼠丁齿发育影响的基础上，检测尼古丁对成牙本质细胞中转录因子USFI转位、表达水平和细胞内Cd“浓度等的影响，结果显示：孕鼠接触尼古丁不仅可使胎鼠牙齿发育滞后，而且可使仔鼠在出生后至牙齿发育萌出期间仍旧滞后于对照组并出现呀根发育不良现橡，在此期间母鼠继续接触尼古丁可加重这种损害：尼古丁可特异性的刺激成牙本质细胞中转录因子＊SFI发生核转位；尼古丁可蹦牙本质细胞中Ca2＋浓度腿增高，但并不影响成牙本质细胞和牙胚中转录因子USFI的表辽功（乎。这些结果表明，正常成牙本质细胞中转录因子USFI位干细 －4－ 第四军医大学博士学位论文胞浆，尼古丁作用后，位于胞浆的转录因子USF可发生核转位；尼古丁可通过升舰牙本质细胞内＊脓度、使转录因子USFI发生核转位等途径影响转录因子USFI的功ggjlli＊ITll损害牙齿发育。 综合以上实验结果，本研究发现转录困于USFI不仅在牙齿发育过程中有非常特异的时间、空间和细嘲型表达模式，可以参与调节成牙本质细胞合成OPN和TGF书）而且可介导尼古丁对牙齿发育的毒害作用，因而认为转录因子USFI在牙齿发育中起着至关重要的作用。