颅神经嵴细胞起源于背侧神经管,之后随着胚胎发育从鳃弓组织迁移到颅面部,进一步分化成为颅颌面各种间充质组织。许多研究表明,颅神经嵴细胞在胚胎发育时期的迁移与分化异常会导致颅面发育畸形。因此解析颅神经嵴细胞的细胞谱系和迁移过程有着重要意义。目前对于细胞谱系追踪,常使用各种Cre小鼠与Cre的报告基因小鼠交配,通过观察Cre阳性的细胞迁移和分化进行谱系追踪。颅神经嵴细胞谱系最经典的Cre标记小鼠是Wnt1-cre小鼠,我们最近的研究发现Pax2-cre小鼠也能特异性标记颅面部间充质的细胞,因此,我们将对Pax2谱系的颅神经嵴细胞在胚胎发育过程中进行精细得谱系追踪,并且与Wnt1-cre小鼠进行比较,以期望发现新的颅神经嵴细胞标记工具小鼠。首先,我们利用Pax2-cre小鼠与Cre报告基因(R26Rm Tm G)小鼠交配,收取E15.5天的胚胎,发现Pax2-cre小鼠能特异性标记颅面部间充质的细胞谱系。进一步我们在颅神经嵴细胞迁移的关键时间点（E10.5-E12.5）对Pax2谱系的颅神经嵴细胞的迁移和发育过程进行精细解析,并与Wnt1-cre小鼠标记的颅神经嵴细胞谱系模式进行对比。结果显示,Pax2谱系的颅神经嵴细胞特异性在E10.5-E11.5小鼠第一鳃弓的间充质组织中表达,不在在第二鳃弓组织中表达,而Wnt1-cre小鼠标记的颅神经嵴细胞谱系是在第一和第二鳃弓的间充质组织中表达。表明Pax2-cre小鼠所标记的颅神经嵴细胞谱系可能是一种尚未研究过的,新型的颅神经嵴细胞谱系。其次,我们分别将Wnt1-cre小鼠、Pax2-cre小鼠与p Mes-Bmp4小鼠（Bmp4的条件性过表达）进行交配,试图从基因的功能方面来分析Pax2-cre小鼠和Wnt1-cre小鼠所标记的颅神经嵴细胞谱系的异同点。Wnt1-cre;p Mes-Bmp4小鼠出生即死亡,颅面部组织中眼部发育缺陷,上下颌前端发生不完全融合,牙齿发育异常和腭裂;Pax2-cre;p Mes-Bmp4小鼠也是出生即死亡且颅面发育异常,其表型与Wnt1-cre;p Mes-Bmp4小鼠有相似,但是牙齿发育正常,没有发生腭裂。进一步,我们对不同胚胎时期的Pax2-cre;p Mes-Bmp4转基因小鼠的颅面畸形表型进行精细分析。通过表观观察和组织形态学分析发现该小鼠眼球突出、头部略圆、上下颌的前端稍微融合、舌突出肿大、牙齿发育无异常,同时还出现了一个有趣的表型,口腔内在舌头的两侧出现了一对类似于上腭板的增生组织。我们对Pax2-cre;p Mes-Bmp4转基因小鼠的口腔内增生组织进行相关基因的表达分析,发现口腔内增生组织虽然形似于上腭板,但其并不表达上腭板间充质的特异性基因Msx1,同时也没有发生成骨分化,表明其可能只是普通的间充质组织增殖异常。随后,我们对Pax2-cre;p Mes-Bmp4小鼠的E10.5胎龄的头部组织进行了细胞增殖与凋亡检测发现,细胞增殖水平提高,凋亡水平无明显变化。因此,Pax2-cre;p Mes-Bmp4小鼠出现的颅面部畸形表型很有可能是细胞异常增殖导致的。最后,我们利用p Mes-Bmpr1a（BMP信号通路条件性激活小鼠）、p Mes–Noggin（BMP信号通路条件性阻断小鼠）、R26Rfgf8（Fgf8条件性过表达小鼠）小鼠分别与Pax2-cre小鼠交配,探究在Pax2谱系的颅面部神经嵴细胞中激活和阻断BMP信号通路对小鼠颅面发育的影响。结果显示,在Pax2谱系的颅神经嵴细胞中提高与降低BMP信号通路活性水平,发现都会导致小鼠出现早期胚胎死亡并伴随一系列的颅面畸形,表明Pax2谱系的颅面部神经嵴细胞中信号通路的异常确实是会导致颅面发育异常。综上所述,本研究利用一系列遗传修饰小鼠,发现在颅神经嵴细胞迁移到鳃弓组织时,在第一鳃弓和第二鳃弓存在着2种不同谱系的颅神经嵴细胞,表现为第一鳃弓的颅神经嵴细胞为Pax2谱系的细胞。在Pax2细胞谱系中过表达Bmp4、激活和抑制BMP信号通路都会导致的小鼠颅面发育畸形。本研究的实验结果对进一步理解小鼠发育过程中颅面部神经嵴细胞的迁移和BMP信号通路的稳态失衡与颅面发育异常具有普遍的意义。