舌异常与腭裂发生关系的研究进展

    腭裂是较常见的新生儿先天畸形之一，往往由遗传和环境因素交互作用引起，其具体发病机理尚未阐明。腭裂的发生既可来自腭突本身的缺陷，又可继发于颌面部其他组织的缺陷，如与腭部发育密切相关的舌。但大多数腭裂病因学研究均集中于腭突自身的发育异常，而舌异常的原因及其与腭裂发生的关系尚缺乏深入研究。
    目前的研究结论认为腭突上抬以口底和舌体下降以及颅颌面的正常发育为前提，因此舌异常极有可能导致腭裂的发生。本文将针对舌异常的发生机制，及舌发育异常与腭裂发生的相关研究进行一综述。
    1.舌、腭发育过程中的互动与关联
    在人胚胎第6周末，对应于小鼠胚胎（embryo day，ED）11.5d，从左右两个上颌突向原始口腔内各长出一个突起，称侧腭突。与此同时，舌始基在口腔底部隆起，腭、舌几乎同时进入发育起始期；胎儿第6周晚期至第7周早期（小鼠ED12.5～13.5），舌的发育很快，形态窄而高，几乎完全充满原始口鼻腔，故侧腭突只能向垂直方向生长（即垂直生长期），位于舌的两侧；胎儿第7周晚期到第8周早期（小鼠ED14），由于下颌骨长度和宽度增加、头颅向上抬高及腭胚突间充质（embryo palatal mesenchymal，EPM）细胞增殖等因素，舌的形态逐渐变为扁平，位置下降并释放出空间，侧腭突发生水平向的转动并向中线生长（即上抬期）；胎儿第8周（小鼠ED14.5～15.5），两侧腭突与前腭突逐渐联合并与向下生长的鼻中隔发生融合（即融合期），其中在小鼠ED15左右，舌肌分化完成，此时舌肌可通过收缩给予腭部压力并促使腭最终关闭。
    总而言之，腭部正常融合的前提条件之一是舌的大小合适以及位置恰当，可见舌正常发育并行使其运动功能是腭发育的必要条件。
    2.伴发舌异常的综合征性腭裂
    目前大约有20%的唇腭裂与已发现的近500种综合征有关，即综合征性腭裂，其患者往往伴发舌异常。但以往研究多以舌、腭的病变作为两个单独的方面进行探讨，近年来则认为舌异常有可能会导致腭裂的发生。口-面-指综合征（oral-facial-digital syndrome，OFD）是一种遗传性疾病，表现为轻度面部畸形、口腔异常及指畸形。而口腔异常的表现主要为唇腭裂、舌裂、唇颊系带增生及牙齿发育异常。此外，约70%的病例在舌腹面中线两侧或舌叶之间可见一个实质性的肿块。因此，在OFD中，可能是先天性的舌畸形物理性阻碍了腭突融合，从而导致腭裂形成。
    与舌本身的畸形不同，舌位置异常往往是颌面部其它缺陷的继发结果，如下颌骨发育不足和（或）下颌后缩。其中最值得注意的是皮埃尔罗宾序列（Pierre Robin Sequence，PRS），典型特征为小下颌畸形、舌后坠及气道阻塞，73%～90%的病例出现U型腭裂。研究认为，由于妊娠8～10周时基因调控异常，导致胎儿Meckel软骨发育缺陷，下颌骨发育不全，限制舌的生长空间，使其被迫向上、后发育，高抬的舌可阻碍腭突融合，继发性引起腭裂发生。
    且大部分PRS患者都表现出明显与舌形状吻合的U型腭裂，而不是腭裂患者中常见的V型。还有一些综合征患者也有类似于PRS的临床表现。如安徒生—泰维勒综合征（Andersen-Tawil Syndrome），特点是周期性瘫痪、心律失常、脊柱侧凸、面部同质异形，包括下颌骨发育不全及腭裂；米勒综合征（Miller Syndrome），特征为严重的小下颌畸形、唇裂伴或不伴腭裂、下肢及眼睑发育不全；胎儿运动机能丧失变形序列（fetal akinesia deformation sequence，FADS），表现为小下颌畸形，与缺乏舌及咀嚼肌收缩有关；伴有脱发的下颌面部发育不良综合征（mandibulofacial dysostosis with alopecia，MFDA），表型包括小下颌畸形、腭裂和舌后坠，最近发现内皮素受体A型（endothelin receptor Type A，EDNRA）是导致其下颌发育不全的致病基因之一。
    此外，研究显示腭裂风险可能与下颌骨长度有关，下颌骨长度每减小1mm则腭裂风险增加1倍，提示下颌骨发育不足导致的舌位置异常很可能是继发性腭裂发生的重要原因之一。
    3.伴发舌异常的非综合征性腭裂
    3.1环境因素引起的舌异常
    维甲酸（Retinoic acid，RA）是新生儿发生唇腭裂的常见环境因素，通常认为生理剂量的RA在维持机体正常功能方面发挥着不可替代的作用，但过多或过少的RA都会引起发育畸形。RA诱导的腭裂小鼠常伴有舌异常，其具体表型为：①E14.5，维甲酸诱导（+RA）胎鼠腭裂形成的同时，舌体呈现异常的膨隆形态且位置未下降；②电镜下观察+RA胎鼠舌肌的超微结构，发现颏舌肌和舌体肌群均发育不良；③在体外培养小鼠成肌细胞系C2C12细胞时，发现RA对细胞增殖和细胞周期的影响均呈浓度依赖性相关，提示RA对C2C12细胞的肌向分化具有明显调控作用。
    在E13.5去除舌组织并将胚胎腭突进行体外培养，发现3天后+RA胎鼠腭突间充质细胞（embryopalatal mesenchymal cells，EPMs）相互贯通，双侧腭突得以融合，强调RA诱导的小鼠腭裂可能与舌发育异常导致腭突上抬受阻关系密切。
    舌肌属于骨骼肌，受到生肌调节因子（myogenic regulatory factors，MRFs）的调控，其中MyoD和Myf5是MRFs的重要成员，控制着成肌细胞的分化方向，是舌肌特异性分化的标志物。因此，刘波等RA诱导舌肌分化异常的机制研究发现在+RA胎鼠舌中，Myf5和MyoD表达相较于对照组均显著下调，提示RA可能在正常舌肌发育时期抑制二者的表达，进而导致舌肌分化延迟。
    同时，Wnt5a表达也下调，但在C2C12细胞系中过表达Wnt5a能上调Myf5和MyoD，说明Wnt5a则能够拮抗RA对MRFs的抑制作用；此外，李楠等还发现RA是通过下调微小RNA（microRNA，miRNA）如miR-1/206而靶向上调Pax3/7，进而下调MyoD和Myf5的表达。舌组织基因芯片分析提示舌异常与RA相关的信号网络密切相关，该结果支持了舌异常是RA诱导腭裂发生的重要原因这一结论。
    除RA外，还有研究发现地塞米松（Dexamethasone，DEX）诱导的腭裂小鼠舌肌纤维粗大导致舌肌收缩无力，从而影响了舌体的下降。关于DEX在C2C12细胞系的研究发现，DEX可以增强C2C12细胞的分化能力，这为其诱导舌肌肥大提供了体外证据，但DEX诱导舌异常的具体机制尚不明确，需进一步研究。
    3.2遗传因素引起的舌异常
    目前，已有研究证实基因受损会导致继发于舌异常的腭裂发生，如使用超声显微镜监视子宫内胎鼠，提示Gad67缺陷胎鼠的腭裂与张口受限导致的舌运动障碍有关，该研究还发现，如果通过子宫手术反复打开口腔或切除舌部，则腭发育可恢复正常；Gli3－/－胎鼠的腭裂始终伴发舌异常，而取Gli3－/－胎鼠腭突进行滚动式培养，结果显示腭突可以融合；Wnt1-Cre；Erk2fl/fl小鼠表现出腭裂、畸形舌、小下颌畸形和下颌不对称，而仅限在腭间充质中缺失Erk2的Osr2-Cre；Erk2fl/fl小鼠没有腭裂，表明Wnt1-Cre；Erk2fl/fl小鼠的腭裂是继发缺陷。
    基因异常会引起舌外肌群发育不良，在胚胎发育过程中，舌外肌群受损会影响舌的下降，处在高位的舌则会成为腭闭合的阻碍。如Hoxa2突变胎鼠，其茎突舌肌和茎突舌骨肌走行异常，阻碍了舌骨舌肌与舌骨大角的附着，致舌无法下降；Tbx1缺失导致MyoD和Myf5在咽弓不表达，致使第一腮弓来源的下颌舌骨肌和二腹肌前部发育不全，从而导致颏舌肌发育不全及张口受限；Bmp7敲除胎鼠的舌体保持在高位，是由于Meckel软骨未能在中线融合，致使颏舌肌向口腔两侧附着，从而造成颏舌肌拉舌体向前下的力量减弱。
    而最近有关颏舌肌在舌体下降中作用的研究表明，舌运动的功能变化而不是简单的物理障碍导致腭突的上抬受阻。还有一些基因缺陷所引起的舌异常继发于小下颌畸形，如Snai1和Snai2同时突变导致胎鼠发生腭裂及舌位置异常，并伴有Meckel软骨的短缩；Tak1的失活导致了小下颌畸形、舌畸形以及腭裂。此外，有一种并不多见的发育异常，即舌腭粘连。研究发现IRF6的突变打乱了正常的腭发育序列，导致IRF6－/－胎鼠腭突和舌异常交互及粘连，因而阻碍了腭突及时上抬融合。
    口腔基底上皮细胞中KRT14驱动IRF6的表达不足以完全挽救口腔组织粘连和腭裂，证明舌腭粘连尚与其它基因的缺陷有关。舌异常涉及的基因众多，是一个多基因协同参与的多个生物学过程，其复杂联系组成纵横交错的立体网络，充分证明腭裂的发生是多基因、多途径作用的结果。
    4.总结与展望
    舌的异常主要分为舌形态异常（舌畸形、舌腭粘连和舌肌发育不良）、舌位置异常（大部分情况是继发于小下颌畸形产生）以及舌运动异常（舌外肌群发育不良）3种表型，且往往是多种表型协同出现。腭裂是多种内外因素共同作用的结果，而舌异常很大程度上参与了腭裂的发生。
    研究舌异常的机制可以帮助发现新的疾病筛查靶点，从而针对性预防继发性腭裂的形成，为腭裂防治提供新的视角和策略，促进形成完整的腭裂病因理念。但目前对舌的研究仍然有限，无论是舌异常发生的机制，还是其在腭裂发生中的作用程度都不十分明确，需进一步研究和探讨。