2025年11月06日
香港大學李嘉誠醫學院（港大醫學院）生物醫學學院的研究團隊揭示導致部分嬰兒先天性顱顏畸形，例如唇顎裂、面部或顱骨發育不全的關鍵原因。研究顯示，胚胎中的神經脊細胞對臉部、顱骨及部分神經系統的形成至關重要，在早期發育過程中尤其容易受到遺傳基因的干擾，成為導致畸形的高危因素。此研究有助解釋基因調控過程出錯如何導致先天性缺陷，並有望推動更先進的產前基因檢測技術的發展，促進基因編輯工具的臨床應用，以在胎兒尚未出生前修復潛在的有害基因突變，以預防先天性缺陷。相關研究結果已發表於綜合科學期刊《自然—通訊》（按此瀏覽期刊文章）。
基因突變導致顱顏畸形
港大醫學院生物醫學學院副教授兼副主任（科研與創新）張知恒教授表示：「大約三分之一患有出生缺陷的嬰兒會出現顱顏異常。顱顏結構在人類胚胎早期發育過程中，由一組稱為『神經脊細胞』的特殊細胞所形成。這些細胞源自發育中的大腦和神經管，隨後在胚胎內部遷移，幫助發育臉部、頭骨和周圍神經系統。」
遺傳基因突變會破壞對神經脊細胞發育至關重要的蛋白質，當這些蛋白質功能失常時，便可能引發顱顏畸形等先天缺陷。部分功能異常的蛋白質屬於剪接因數，負責加工遺傳訊息以產生功能性蛋白質。張知恒教授指出：「研究結果顯示，活躍於所有細胞的基因突變一旦發生，會具體導致顱骨和面部發育缺陷。團隊通過解析神經脊細胞的獨特脆弱性，為理解及預防這類先天性畸形邁出關鍵一步。」
雞胚模型揭示細胞在形成及發展過程中的高風險因素
研究團隊利用雞胚模擬人類胚胎早期的發育階段，並發現三種剪接蛋白——DLC1、SF3B1 和 PHF5A，三者組成一個蛋白質複合物，支持神經脊細胞的形成。這三種蛋白質任缺其一都會影響細胞形成，並導致周邊神經系統發育異常。此蛋白質複合物也令神經脊細胞更易受基因剪接的干擾，增加顱顏發育缺陷的風險。
同時，團隊在負責脊髓形成的體節細胞中，發現另一種由 SLU7、SF3B1 和 PHF5A 組成的蛋白質複合物。此複合物有助維持體節細胞穩定，減少基因突變對發育的影響。張知恒教授解釋：「總括來說，此研究揭示不同細胞類型各自擁有獨特的剪接蛋白質複合物，其中部分細胞對基因突變更為敏感，這種對不同基因的敏感度有助於我們理解特定出生缺陷的發生，為未來治療和預防策略提供方向。」
識別頭部發育剪接蛋白 推動基因編輯技術
張知恒教授補充：「我們的研究表明，顱顏中可能存在特定的剪接蛋白，使部分神經脊細胞更易受基因突變影響。深入了解這些機制將有助於為產前診斷提供新的遺傳標記。」
研究團隊下一步將致力於識別這些與顱顏發育相關的剪接蛋白。若能成功辨識，將有助開發新的產前基因檢測方法。團隊亦期望未來能應用 CRISPR 等基因編輯技術，在胎兒出生前修復有害的基因突變，從而預防面部及顱骨發育異常。
研究團隊
研究由港大醫學院生物醫學學院副教授兼副主任（科研與創新）張知恒教授，以及香港城市大學生物醫學學院神經科學系助理教授劉艾佳教授領導。
鳴謝
此研究得到中華人民共和國香港特別行政區政府研究資助局「優配研究金」和香港大學基礎研究種子基金支持。
