牙髓細胞整合應激反應介導的樹脂毒性作用機制

《牙髓細胞整合應激反應介導的樹脂毒性作用機制》是依託四川大學，由王鳳明擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：牙髓細胞整合應激反應介導的樹脂毒性作用機制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王鳳明
• 依託單位：四川大學

項目摘要

樹脂粘結充填技術在活髓牙修復治療中存在著導致牙髓損傷的毒性作用，其機制尚不清楚。本課題在前期研究的基礎上，對樹脂單體經活性氧簇（ROS）誘導的牙髓細胞內質網功能紊亂進而激活的整合應激反應（integrated stress response）進行研究，通過特異性藥物以及RNA干擾技術對應激反應中的關鍵環節進行干預，並觀察其細胞生物學效應，試圖尋求阻止細胞自殺性損傷、促進細胞重建內環境穩態的靶點。研究結果將有助於闡明樹脂的牙髓細胞毒性作用機制，並為改進充填技術減輕牙髓組織的損傷提供科學依據。

結題摘要

課題組基本按原定研究計畫進行實驗，同時對本課題中核心信號轉導機制整合應激反應進行了深入的研究。研究成果已以兩篇SCI論著形式在國際刊物上發表，其中一篇論文被評為most read paper，引用次數已超過20次，表明我們的研究受到了國際同行的認可和關注。成果簡述如下：樹脂單體處理細胞，我們觀察到了顯著的細胞毒性作用。濃度為8.2mM 的樹脂單體處理細胞24小時，細胞死亡接近80% 。在6小時時間點，我們通過檢測到細胞內XBP1mRNA 的剪下增加，此作為細胞內質網應激的重要標誌表明樹脂單體激發了牙髓細胞的整合應激反應。同時我們觀察到細胞的CHOPmRNA顯著增加，進一步表明處理過程中的誘導細胞凋亡的信號增加；相反，儘管XBP1的剪下比例增加，我們觀察到細胞內的XBP1mRNA水平減低。在進一步研究中，我們發現HEMA激活牙髓細胞整合應激反應的過程受活性氧簇ROS的介導，因為抗氧化劑NAC能夠顯著抑制HEMA刺激後牙髓細胞中相應分子的表達改變，並且降低了HEMA對細胞的毒性作用。運用siRNA分別或者聯合沉默基因ATF4與CHOP，HEMA對牙髓細胞的毒性反應降低。有研究表明XBP1有助於細胞在內質網應激時增強內質網功能，抵禦凋亡信號，而樹脂刺激導致細胞內的這一保護機制下調，課題組進而對其中的可能機制進行探索研究。XBP1作為從原核生物到真核生物內質網應激反應的最保守的信號調控分子，在內質網應激中對細胞生存或者死亡命運其中重要的決定性作用。目前已知內質網應激可以導致其mRNA被剪下，繼而被翻譯成具有活性的轉錄調控因子即剪下形式的XBP1s。我們對XBP1s 翻譯後調控修飾進行了研究，發現其能發生乙醯化/ 去乙醯化修飾，分別由組蛋白乙醯化酶p300和組蛋白去乙醯化酶沉默信息調節因子SIRT1介導。在進一步的研究中， 我們發現組蛋白去乙醯化酶沉默信息調節因子SIRT1能夠對整合應激反應過程中的重要分子XBP1進行轉錄後的修飾調節，在生物學功能上SIRT1抑制XBP1s的轉錄因子活性。現已知天然多酚類化合物白藜蘆醇是SIRT1的激活劑，課題組的研究發現白藜蘆醇能夠通過調控內質網應激的方式殺死癌細胞。