牙本质是牙齿中一种重要的矿化组织，其结构和功能对牙齿健康至关重要。牙本质缺陷是一种罕见的遗传性疾病，其特征是牙本质形成异常，导致牙齿结构和功能受损。目前，已发现多个基因突变与牙本质缺陷相关，但COLXVA1基因突变与牙本质缺陷的关系尚不清楚。

法国斯特拉斯堡大学的Agnès Bloch-Zupan教授团队在本刊发表了题为“Rare dentin defects: Understanding the pathophysiological mechanisms of COLXVA1 mutations”的研究快讯。该研究通过全外显子组测序和家系验证，发现一个COLXVA1基因杂合突变与一种常染色体显性遗传的牙本质发育不良（DD-I）表型相关。该研究进一步通过原位杂交、RNA干扰和免疫荧光等技术，证实了COLXVA1在牙本质形成过程中的重要作用，并揭示了其突变导致牙本质发育不良的潜在机制。

01 研究方法

研究团队对表现出DD-I表型的家系成员（图1A、B）进行了全外显子测序，并通过RNA分析验证了COLXVA1基因的剪接位点突变。他们还通过小鼠牙齿发育过程中的原位杂交分析了ColXVa1 mRNA 的表达和分布，并对体外培养的人牙髓干细胞分化成的成牙本质细胞样细胞进行了功能评估。

02 研究结果

研究团队利用全外显子测序技术，鉴定出COLXVA1基因中一个杂合突变（NM_001855.4:c.2290-1G > C），这一突变影响了第20外显子的剪接位点（图1E、F）。在小鼠牙齿发育过程中，观察到COLXVa1在成牙本质细胞、牙髓和大脑小脑中的表达显著增加（图1G）。进一步的体外实验中，研究人员通过siRNA转染抑制了从人牙髓干细胞分化而来的成牙本质细胞样细胞中的COLXVA1表达，结果发现这导致了矿化过程受阻，以及与牙本质形成相关的蛋白表达发生变化（图1J–N）。此外，研究团队还构建了COLXVA1的蛋白质相互作用网络，推测COLXVA1基因的突变可能会破坏基底膜胶原的结构，影响基质金属蛋白酶的活性，从而对牙本质的形成和釉质的生成产生影响（图1O）。

图1 罕见牙本质缺陷中COLXVA1突变的病理生理机制

03 研究结论

该研究表明COLXVA1在成牙本质细胞分化、矿化过程中扮演重要角色，COLXVA1基因突变与牙本质发育不良（DD-I）相关，并揭示了其突变导致牙本质发育不良的潜在机制。该研究结果为牙本质发育不良的诊断和治疗提供了新的思路。

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304224001004

引用这篇文章：

Bugueno IM, Rey T, Jimenez-Armijo A, et al. Rare dentin defects: Understanding the pathophysiological mechanisms of COLXVA1 mutations. Genes Dis. 2024;11(5):101303