Lats1/2差异调节小鼠切牙中牙上皮祖细胞和成釉细胞的增殖状态

Lats1/2 Differentially Modulate the Proliferative State of Dental Epithelial Progenitors and Ameloblasts in the Murine Incisor.

作者信息Zhiyue Zhang, Shilpa Upadhyay, Colleen Luong, Wei Du, Jimmy K Hu
PMID40878823
发布时间2025-12-28
DOI10.1111/ocr.70019

实验完整度

包含体内基因敲除小鼠模型(Lats1/2K14-cKO)、免疫染色、EdU/BrdU标记、3D培养及药理学抑制等,功能验证和机制验证明确。

主要模型

小鼠切牙牙上皮 Lats1/2K14-cKO小鼠 3D培养的原代牙上皮细胞

重点核对

Lats1和Lats2基因敲除小鼠模型的构建与诱导时间 YAP核定位变化 EdU/BrdU标记时间点及注射方案 TRULI浓度(10 μM)及处理时间(5天) 3D培养中Matrigel的使用和细胞来源(颈环或成釉细胞区域)

摘要

目的:Yes相关蛋白(YAP)是细胞增殖和分化的关键调节因子,在多种情况下具有将分化细胞转化为体细胞干细胞的能力。在此,我们通过测试在切牙更新过程中异位激活YAP对牙上皮祖细胞和分化成釉细胞的影响,研究成年小鼠牙上皮细胞的可塑性。材料与方法:利用牙上皮缺失编码YAP负调节因子的Lats1和Lats2的小鼠,通过组织学分析、EdU/BrdU标记和免疫染色,评估异位YAP激活如何改变组织结构、细胞增殖和分化。我们还用LATS抑制剂TRULI处理三维培养的原代牙上皮细胞,以测试在完整组织环境之外的细胞可塑性。结果:切牙上皮中YAP过度激活诱导顶端芽中的异位细胞增殖,并延长牙上皮祖细胞的增殖状态,导致基底上层增厚。然而,成釉细胞仍不增殖。前成釉细胞的组织结构和分化受到破坏。最后,LATS抑制能够在一些解离的、三维培养的成釉细胞中诱导集落形成。结论:YAP激活促进牙上皮祖细胞的扩增,但在体内不促进成釉细胞的扩增,表明牙齿更新过程中存在不可逆分化。然而,当解离时,一些成釉细胞获得可塑性。这提供了一种在不同条件下操纵牙上皮细胞增殖的策略,并可能在正畸学中有更广泛的应用,其中祖细胞和分化细胞的模块化控制对于确保安全的干细胞治疗至关重要。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
Lats1/2缺失导致的YAP激活如何影响牙上皮祖细胞和成釉细胞的增殖状态及可塑性?
核心机制
LATS1/2通过磷酸化YAP抑制其核定位,从而限制牙上皮祖细胞的增殖状态;YAP激活不足以在体内诱导成釉细胞增殖,但解离后部分成釉细胞在LATS抑制下获得可塑性。
主要证据
Lats1/2K14-cKO小鼠表现出上皮增生,EdU/BrdU标记显示祖细胞滞留并持续增殖,而成釉细胞不增殖;3D培养中TRULI处理增加了成釉细胞集落形成。
研究意义
研究揭示了YAP激活在牙上皮细胞中作用的细胞类型和上下文依赖性,为牙齿再生和正畸治疗中安全调控细胞增殖提供了策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

检测Hippo信号活性

确定YAP和LATS在牙上皮中的表达和活性状态

通过免疫染色检测YAP、pYAP、pLATS1在切牙上皮中的表达,并确认BrdU标记的增殖区域

2

建立Lats1/2敲除小鼠模型

特异性地在牙上皮中删Lats1和Lats2,以激活YAP

使用K14CreER或Sox2CreER小鼠与Lats1f/f;Lats2f/f小鼠交配,通过他莫昔芬诱导Cre活性,并验证敲除效率和YAP核定位

3

组织病理和免疫染色分析

评估敲除后组织结构、细胞增殖和分化标志物的变化

对切牙切片进行H&E染色和免疫染色,检测P-CAD、NICD、K17、AMELX、AMBN、Ki67等标志物

4

EdU/BrdU双标记追踪细胞增殖

评估敲除后祖细胞增殖和位移的动态变化

在不同时间点注射EdU和BrdU,通过双重染色分析标记细胞的分布和位移

5

3D培养原代细胞并抑制LATS

测试在脱离组织环境后,抑制LATS是否能诱导成釉细胞增殖

从颈环和成釉细胞区域分离细胞,与Matrigel混合,用DMSO或TRULI处理5天,计数球体形成

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
抗成釉蛋白抗体Abcamab153915
抗BrdU抗体ThermoB35128
抗裂解Notch1胞内域抗体Cell Signaling4147
抗角蛋白17/19抗体Cell Signaling12434
抗Ki67抗体Abcamab15580
抗P-钙黏蛋白抗体Thermo13-2000Z
抗磷酸化LATS1 (Ser909)抗体Cell Signaling9157
抗磷酸化LATS1 (Thr1079)抗体Biossbs-7913R
抗磷酸化YAP (Ser127)抗体Cell Signaling4911
抗YAP抗体Cell Signaling4912
生长因子减少型MatrigelCorning356231
TRULI----
DMEM/F12培养基GIBCO--
表皮生长因子R&D--
碱性成纤维细胞生长因子R&D--
B27添加剂GIBCO--
石蜡----
ABC HRP试剂盒Vector Laboratories--
酪酰胺PerkinElmer--
徕卡DM1000显微镜Leica--
奥林巴斯IX81显微镜Olympus--
徕卡SP8共聚焦显微镜Leica--
Fiji----
徕卡ASP300S脱水机Leica--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
小鼠模型与诱导
小鼠品系:K14CreER;Lats1f/f;Lats2f/f,以及Sox2CreER;Lats1f/f;Lats2f/f;他莫昔芬剂量:5 mg/30 g体重/天,连续2天口服灌胃
阅读提示:见Materials and Methods中'Mouse lines and induction of alleles'
组织处理和染色
组织固定:4%PFA;切片厚度:7 μm;抗体稀释:1:100
阅读提示:见Materials and Methods中'Tissue preparation and staining'
EdU/BrdU标记
EdU和BrdU注射剂量:100 μl(10 mg/ml);注射时间点:第3天和第6天,或第5天和第7天
阅读提示:见Results中'Lats1/2 deletion promotes proliferation in progenitor cells but not differentiated cells'及图4
3D培养
TRULI浓度:10 μM;培养时间:5天;细胞来源:颈环和成釉细胞区域;每实验2只小鼠,3次实验
阅读提示:见Materials and Methods中'3D culture of dental epithelial cells'