DSPP基因新型移码突变导致II型牙本质发育不全的临床遗传学及干细胞功能研究

本研究针对一个遗传性II型牙本质发育不全(DGI-II)家系，通过全外显子测序鉴定出DSPP基因新型杂合移码突变(c.2470_2479del:p.S824Vfs*487)，结合显微CT、硬度测试及患者来源乳牙干细胞(SHED)功能实验，首次揭示该突变通过内质网滞留异常导致牙本质矿化障碍的分子机制，为DGI-II的精准诊疗提供新依据。

　　

研究背景

牙齿发育如同精密的生物矿化工程，其中牙本质作为牙齿的主体结构，其形成过程需要严格受控。当牙本质涎磷蛋白基因(DSPP)这个"工程师"出现故障时，就会导致牙本质发育不全(DGI)这类遗传性疾病。II型牙本质发育不全(DGI-II)患者牙齿呈现特征性的琥珀色半透明外观，伴随牙釉质易剥脱和牙本质快速磨损，严重影响咀嚼功能和美观。尽管早在2001年就确认DSPP是致病基因，但超过60种突变如何导致不同临床表现仍是未解之谜，特别是突变位置与疾病严重程度的关系亟待阐明。

电子科技大学附属四川省人民医院口腔科的研究团队在《International Dental Journal》发表最新成果，通过对一个中国DGI-II家系的深入研究，不仅发现DSPP基因新型突变位点，更创新性地结合患者乳牙干细胞模型，揭示了突变蛋白异常滞留内质网(ER)的致病机制。这项研究为理解DGI的分子病理提供了重要线索。

关键技术方法

研究团队采用多学科交叉策略：1) 对13名家系成员进行全外显子测序(WES)和Sanger测序验证；2) 通过显微CT和扫描电镜(SEM)分析患者乳牙超微结构；3) 分离培养患者及健康对照的乳牙干细胞(SHED)，通过流式细胞术验证干细胞特性；4) 采用CCK-8法、划痕实验和成骨诱导评估细胞功能；5) 免疫荧光观察突变蛋白亚细胞定位。

研究结果

家系与临床特征

研究锁定一个四代13人的家系，8名患者均表现为典型DGI-II特征：牙齿灰黄色半透明，釉质局部呈现特殊蓝晕。显微CT显示患者牙本质小管排列紊乱，密度降低，显微硬度测试证实牙本质硬度显著下降，但釉质硬度正常，这种"外强中干"的表现解释了临床常见的釉质剥脱现象。

遗传学发现

WES在患者中检出DSPP基因第5外显子10个碱基缺失(c.2470_2479del)，导致移码突变(p.S824Vfs*487)。该突变在家系中完美共分离，且未被公共数据库收录。值得注意的是，突变位于DPP结构域的重复区域，这类C端突变通常与更严重的DGI-II表型相关。

干细胞功能异常

患者来源的SHED表现出多重功能障碍：增殖速率降低19%，迁移能力减弱32%，成骨诱导后钙结节形成减少63%。分子检测显示矿化相关基因(DSPP、RUNX2、OCN和ALP)表达全面下调，其中DSPP蛋白水平下降最显著。

突变蛋白异常定位

通过GFP标记实验发现，野生型DSPP均匀分布于细胞质，而突变体则异常滞留于内质网，与内质网标志物CANX共定位。这种滞留可能触发内质网应激反应，进而干扰正常牙本质基质分泌和矿化过程。

讨论与意义

该研究首次报道DSPP基因c.2470_2479del突变与DGI-II的关联，拓展了该病的基因突变谱。创新性地证实：DPP结构域C端移码突变通过破坏蛋白正常分泌，导致内质网滞留和应激反应，进而损害干细胞矿化功能。这一发现完善了"DSPP突变位置决定表型严重程度"的理论——越靠近3'端的突变，产生的截短蛋白越可能滞留内质网，导致更严重的矿化障碍。

研究建立的SHED模型为DGI机制研究提供了理想平台，其非侵入性获取特点特别适合儿童患者。发现的内质网滞留机制为开发靶向治疗(如化学分子伴侣)提供了新思路。临床意义上，该突变位点的确认有助于遗传咨询和产前诊断，而揭示的釉质异常现象提示临床需关注DGI患者的釉质保护。

这项由Qianhua Gao和Zhongren Deng等完成的工作，不仅为遗传性牙病研究提供了新范式，也为理解蛋白质错误折叠疾病的机制贡献了牙科独特视角。未来需要更大样本验证基因型-表型关联，并探索突变蛋白滞留触发细胞应激的具体通路。