牙周膜細胞初級纖毛感應和傳導正畸應力刺激的研究

《牙周膜細胞初級纖毛感應和傳導正畸應力刺激的研究》是依託武漢大學，由程祥榮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：牙周膜細胞初級纖毛感應和傳導正畸應力刺激的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：程祥榮
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

牙周膜細胞（PDLC）是正畸應力作用的直接效應細胞，對機械應力可作出不同的生物化學反應，機械力學信號是如何傳導到PDLC內引起生物化學反應的確切機制尚不明了。腎病學等領域研究發現，初級纖毛是多數細胞膜上的力學感應器，可對流體應力作出感應並轉導力學信號到胞內。本課題組預實驗發現PDLC胞膜上存在初級纖毛，且在張應力作用下PDLC初級纖毛主要微管蛋白α-tubulin和成骨轉錄因子RUNX2的表達均增強。因此，本項目提出研究假設：初級纖毛在正畸應力調控PDLC活性中起力學感應和信號轉導作用。本課題擬通過體外和體內實驗，來探尋張應力和壓應力作用後PDLC初級纖毛的特徵變化，以及與PDLC成骨/破骨相關分子表達之間的信號聯繫，初級纖毛RNAi後對PDLC受應力調控活性的影響及其對正畸牙移動的影響。這將有助於明確力學刺激在牙周組織改建中的調控機理，為正畸治療中更加科學合理使用矯治力提供理論依據。

結題摘要

初級纖毛是一種細胞膜上的力學感應器，在力學刺激下將力學信號傳遞給胞內的細胞骨架，進行而引起胞內的生化反應，牙周膜細胞表面的初級纖毛可能參與了正畸應力調控下牙周膜細胞的力學感應和信號轉導。本研究首先在人牙周膜組織和人牙周膜細胞中觀察到初級纖毛結構，然後通過體外實驗觀察了靜壓應力和拉應力刺激下牙周膜細胞表面的初級纖毛的變化和牙周膜細胞成骨功能的關係。結果發現，人牙周膜細胞在循環拉應力作用24小時後，纖毛率無明顯差異，初級纖毛長度縮短。牙周膜細胞中初級纖毛的形態可能不受靜壓應力的影響。初級纖毛相關基因IFT88的敲降可有效減少牙周膜細胞中初級纖毛的數量；在壓應力刺激後，牙周膜細胞中COX2基因的轉錄水平顯著上升，OPG基因的轉錄水平下降，它們的變化不受初級纖毛基因IFT88敲降的影響；但初級纖毛相關基因IFT88的敲降後，阻礙了牙周膜細胞的成骨分化功能。轉錄組實驗研究發現，牙周膜細胞在壓應力刺激24h後有368個基因差異表達，其中有兩個基因MCHR1和DFNB31是初級纖毛基因，差異表達基因多與炎症反應有關，其有可能通過pathways in cancer, Cytokine-cytokine receptor interaction pathway 和insulin signaling pathway這三個信號通路參與牙周膜細胞對壓應力的感知反應。這提示，可以通過干預初級纖毛基因表達來影響正畸效應細胞——牙周膜細胞的功能，這將豐富目前的正畸理論和正畸機理探討。