Зубоальвеолярные дефекты у мышей модели Hyp при Х-сцепленной гипофосфатемии

Мутации гена PHEX вызывают Х-сцепленную гипофосфатемию (XLH) — форму гипофосфатемического рахита. Мыши-мутанты Hyp воспроизводят фенотип XLH. Заболевания зубов часто встречаются у людей с XLH, однако лежащие в их основе зубоальвеолярные дефекты изучены недостаточно. Мы проанализировали зубоальвеолярные изменения у мышей на 42-й и 90-й день постнатального развития, чтобы сопоставить влияние XLH на формирование и функцию зубов. У мышей дикого типа (WT) мРНК Phex экспрессировалась одонтобластами (дентин), остеоцитами (кость) и цементоцитами (клеточный цемент). Плотность эмали не менялась, но её объём у мышей Hyp был значительно меньше. Гистологически дефекты дентина моляров проявлялись расширением предентина, истончением дентина и обширными участками интерглобулярного дентина; эти данные подтвердили результаты микрокомпьютерной томографии (микро-КТ), показавшие уменьшение объёма и плотности дентина. Бесклеточный цемент был истончён, наблюдалась отслойка периодонтальной связки. Механические свойства тканей пародонта у мышей Hyp были резко изменены по сравнению с WT. В нижней челюсти мышей Hyp выявлялось расширение альвеолярной кости с накоплением остеоида; микро-КТ подтвердила снижение относительного объёма кости и плотности альвеолярной кости. Площадь клеточного цемента моляров у мышей Hyp была значительно больше, чем у WT, вследствие накопления гипоминерализованного цементоида. Гистологическое исследование, сканирующая электронная микроскопия и наноиндентирование выявили гипоминерализованные «ореолы» вокруг лакун цементоцитов и остеоцитов. Трёхмерный анализ методом микро-КТ подтвердил увеличение лакун цементоцитов и остеоцитов и значительное снижение минерализации вокруг них. В то время как остеоциты длинных костей и альвеолярной кости у мышей Hyp гиперэкспрессировали фактор роста фибробластов 23 (Fgf23), в молярах его экспрессия была значительно ниже, особенно в цементоцитах. По сравнению с WT у мышей Hyp нарушались экспрессия и распределение ряда других маркеров в длинных костях, альвеолярной кости и цементе, в том числе маркера остеоцитов и цементоцитов — белка 1 матрикса дентина (Dmp1). В этом исследовании впервые количественно охарактеризован зубоальвеолярный фенотип мышей Hyp с оценкой всех минерализованных тканей. Новые данные о клеточном цементе указывают на участие цементоцитов в минерализации вокруг лакун и биологии цемента.