血管生成素4对牙髓干细胞成牙本质向分化的作用

目的探讨血管生成素4(angiopoietin 4,ANGPT4)对牙髓干细胞成牙本质向分化的影响。方法本实验研究已通过单位伦理委员会审查批准,并获得患者知情同意。将人前磨牙进行固定、脱钙、脱水、包埋和切片,免疫荧光染色观察ANGPT4的表达及定位。体外分离培养人牙髓干细胞(human dental pulp stem cells,hDPSCs),于倒置相差显微镜下观察hDPSCs的生长状态及形态;流式细胞术检测细胞表面相关分子标志物的表达;碱性磷酸酶和茜素红S染色鉴定hDPSCs成牙本质向分化的潜能;油红O染色鉴定hDPSCs成脂向分化潜能。提取hDPSCs成牙本质向诱导后不同时间点的RNA,采用RT-qPCR分析hDPSCs体外成牙本质向分化过程中ANGPT4基因及成牙本质细胞相关基因的表达。采用siRNA基因沉默技术沉默hDPSCs中ANGPT4基因的表达,通过RT-qPCR和Western blot检测沉默效率;在hDPSCs中沉默ANGPT4基因表达24 h后进行成牙本质向诱导,在诱导的第7天和14天分别进行碱性磷酸酶和茜素红S染色,检测沉默ANGPT4后hDPSCs的成牙本质向分化能力。结果人前磨牙的免疫荧光染色结果显示,ANGPT4在成牙本质细胞及成牙本质细胞下层多细胞区中表达。hDPSCs经分离培养14 d后状态良好,镜下观察到多个细胞集落,细胞形态均一,呈长梭形;流式细胞术结果显示,hDPSCs表达间充质干细胞标志物CD105(90.42%)和CD90(97.15%),不表达造血细胞标志物CD45(0.01%)和CD34(0.08%)。将hDPSCs进行成牙本质向和成脂向诱导培养后,碱性磷酸酶染色、茜素红S染色和油红O染色均呈阳性。RT-qPCR结果显示,ANGPT4在hDPSCs分化的第5、7、11和14天均高表达(P<0.05),其中第5天表达水平最高。转染si-ANGPT4后,hDPSCs的ANGPT4 mRNA和蛋白表达显著下调(P<0.05);碱性磷酸酶染色结果显示,si-ANGPT4组ALP染色强度和面积均显著低于阴性对照组;茜素红S染色结果显示,si-ANGPT4组钙结节形成明显低于阴性对照组。结论ANGPT4基因在人前磨牙成牙本质细胞及下层多细胞区中表达;ANGPT4可能促进hDPSCs成牙本质向分化。

对力学响应的相关分子在牙发育中的作用研究进展

机械力在组织发育以及多种生理病理过程中起重要作用,许多分子、信号通路以及离子通道参与其中。口腔是一个开放的环境,处于口腔中的牙齿会不可避免地受到多种机械力的刺激,而牙发育是牙齿生长过程中最重要的一环,在这一过程中同样存在着力学因素,它们在不同程度上影响着牙发育过程。本文对牙齿发育过程中机械刺激响应的相关分子进行综述,从而为找到一种通过机械刺激促进牙发育及萌出过程的方法提供可能。

细胞极性相关蛋白CDC42和PAR3在小鼠牙胚发育过程中的表达

目的:研究细胞极性相关蛋白CDC42和PAR3在小鼠牙胚发育过程中的表达,探讨其在牙胚发育中的可能作用。方法:取13.5、14.5、16.5和18.5d(E13.5、E14.5、E16.5和E18.5)的小鼠胚胎以及出生后1和5d(PN1和PN5)的小鼠,分离头部,固定、脱钙、脱水、石蜡包埋、切片,HE染色观察牙胚的组织形态表现,采用免疫组织化学染色方法观察CDC42及PAR3在牙胚发育过程中的表达。结果:HE染色观察,E13.5~E18.5分别为小鼠牙胚发育的蕾状期、帽状期、钟状早期和钟状晚期,PN1小鼠的牙胚中可见分化成熟的成牙本质细胞和成釉细胞,PN5小鼠牙胚可见牙冠部发育完成。免疫组织化学染色,CDC42在E13.5、E14.5和E16.5小鼠牙胚中有广泛表达,在E18.5小鼠牙胚中表达较E13.5、E14.5和E16.5减少,在PN1和PN5小鼠牙胚中主要表达于成牙本质细胞和成釉细胞的分泌端;PAR3弱表达于E13.5和E14.5小鼠牙胚,在E16.5和E18.5小鼠牙胚上皮处表达明显增强,在PN1和PN5小鼠牙胚中表达较E18.5减弱。结论:CDC42和PAR3参与小鼠牙发育的过程,在牙胚发育早期可能参与小鼠牙胚的增殖及迁移,在牙胚发育晚期可能参与了成牙本质细胞和成釉细胞的分化,尤其在成牙本质细胞和成釉细胞极性的形成与维持中可能具有重要作用。

骨形态发生蛋白信号通路在牙根发育中的作用

骨形态发生蛋白(BMP)家族是调节细胞生命活动的重要因子,几乎参与了所有组织的发育。BMP介导的信号通路在牙发育过程中发挥十分重要的作用,而牙根发育是牙发育的一部分,是上皮和间充质相互作用的复杂过程。上皮和牙胚间充质中的BMP信号通路在牙根发育中的作用也有所不同,本文综述了BMP信号通路在牙根发育中作用的研究进展。

microRNA在牙发育和萌出中作用的研究进展

牙发育是上皮和间充质相互作用的结果,多种信号通路和蛋白质通过影响基因的转录,参与了牙发育和萌出的过程。miRNA作为一种非编码RNA,可通过调控参与牙发育和萌出的信号分子和转录因子,进而影响该过程。在牙发育过程中,miRNA表达谱十分复杂,miRNA表达上调或下调均可引起牙发育和萌出异常。国内有关miRNA对牙发育调控的报道较少。本文结合近几年国内外最近研究进展,主要从miRNA在牙发育各时期的表达、miRNA调控牙发育祖细胞的增殖以及miRNA调控成牙本质细胞和成釉细胞的分化等方面,阐述miRNA在牙发育及萌出中的作用,为牙发育的生物学机制研究提供新思路,为miRNA的临床应用提供新方向。

参与生长板软骨生长和发育信号通路的研究进展

生长板是一种动态的高度分化的软骨结构,在软骨内骨化和骨的形成中发挥着极其重要的作用。目前已发现多种信号通路参与调控生长板软骨的生长和发育,如转化生长因子β(TGF-β)/骨形态发生蛋白(BMP)信号通路、WNT/β连环蛋白(β-catenin)信号通路、成纤维细胞生长因子(FGF)信号通路、刺猬因子(HH)信号通路、Notch信号通路、甲状旁腺激素相关蛋白信号通路、视黄酸信号通路、雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路和胰岛素样生长因子(IGF)信号通路等。现结合近几年国内外最新研究进展,回顾生长板软骨生长发育中涉及的关键信号通路以及信号通路转导过程中涉及的信号分子,阐述信号通路转导异常导致相关的软骨疾病发生的分子机制,旨在为临床生长板软骨遗传性疾病的诊断和治疗提供理论依据。

MicroRNA调控骨髓间充质干细胞成骨和成脂分化的研究进展

骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)是机体内具有高度自我更新和多向分化潜能的成体干细胞,可分化为成骨细胞和脂肪细胞,其分化方向受到多种因素的影响。MicroRNA是一类广泛存在于真核生物体内高度保守的内源性非编码小RNA,通过转录后调控基因表达,从而参与调控各种生物体的基本生命活动及功能。年龄是影响BMSCs成骨、成脂分化的重要因素之一。MicroRNA在骨髓间充质干细胞成骨、成脂分化中起重要作用,并参与其年龄相关性成骨、成脂分化。本文对microRNA调控BMSCs成骨和成脂向分化的相关因子及信号通路进行了综述。

补体在牙周炎发生发展过程中作用的研究进展

牙周炎导致的牙周组织破坏是牙周微生物与宿主免疫系统相互作用的结果。虽然牙周微生物是牙周炎发生发展的始动因子,但补体系统作为机体免疫系统的重要组成部分,在对抗病原微生物入侵的同时产生免疫炎症反应,在牙周炎的病理生理过程中扮演更重要的角色。因此,了解补体系统在牙周炎发生发展过程中的作用,不仅能深入理解牙周炎的发病机制,而且能为进一步以补体系统为靶点进行牙周炎的防治提供新的策略。现从补体系统的组成、补体的激活途径及补体的生理和病理作用,补体系统的多种成分(补体C3和C5a等)介导的免疫炎症反应在牙周炎发生发展中的作用及其机制,补体参与牙周炎发生发展的临床和组织学证据以及通过阻断补体的作用来治疗牙周炎的可行性,补体临床应用存在的挑战以及可能的解决方案等方面综述补体与牙周炎的关系,以便系统深入地探讨国内外相关研究的现状及存在的问题,为进一步研究提供新方向,为牙周炎防治提供合理规范的新方案和新思路。

成釉细胞和成牙本质细胞的极性及其相关调控分子

成釉细胞和成牙本质细胞极性的形成,对二者的分化及功能至关重要,而极性相关分子在这一过程中发挥着不容忽视的作用。本文就成釉细胞和成牙本质细胞的极性形成过程及其相关调控分子的作用作一综述。

Acvr1敲除对牙本质形成的影响研究

目的:探讨牙乳头细胞中活化蛋白A受体1基因(ACVR1)敲除对牙本质形成的影响。方法:以同窝Osterix-Cre;Acvr1fx/-基因型小鼠为实验组,Osterix-Cre;Acvr1fx/+小鼠为对照组,利用影像学方法和HE染色初步观察Acvr1条件性基因敲除对小鼠牙本质形成的影响;免疫组织化学染色检测成牙/成骨分化相关蛋白水平;实时定量RT-PCR技术检测成牙/成骨分化相关因子的表达。结果:micro-CT显示,实验组下颌骨表现为疏松多孔样结构,磨牙牙本质变薄,前期牙本质增厚,HE染色显示成牙本质细胞排列紊乱,而切牙出现骨样牙本质;实验组磨牙成牙本质细胞分化相关基因Dspp、Nestin表达有下调趋势(无统计学差异),切牙Dspp表达有下调趋势(无统计学差异),免疫组织化学染色显示实验组磨牙DSPP表达减少。结论:ACVR1通过调控成牙本质细胞分化而影响牙本质形成,在调控成牙本质细胞成牙转化过程中具有重要作用。

活化素Ⅰ型受体对小鼠下颌骨髁突软骨生长发育的影响及其机制

目的:观察Ⅰ型骨形态发生蛋白(BMP)受体活化素Ⅰ型受体(ACVR1)对出生后小鼠下颌骨髁突软骨(MCC)细胞形态、增殖和分化的影响,为研究MCC相关性疾病的病因及治疗提供参考。方法:采用Cre-LoxP系统构建在C57BL/6J小鼠MCC细胞中条件性敲除ACVR1基因的动物模型。将基因型为Acvr1fx/fx;RS/RS和Acvr1+/-;Osterix(+)/(-)的雌性和雄性小鼠配对合笼,以子代Osterix-Cre(+);Acvr1fx/-;RS/+基因型小鼠为实验组,Osterix-Cre(+);Acvr1fx/+;RS/+小鼠为对照组。分别取新出生(n=3)、出生后21天(PN21)(n=4)和出生后42天(PN42)(n=5)雄性小鼠,X-gal染色检测MCC组织中Osterix-Cre表达,micro-CT法检测2组小鼠下颌骨髁突宽度和髁头长度,HE染色和甲苯胺蓝染色分析2组小鼠MCC细胞形态及各层软骨厚度,免疫组织化学(IHC)染色检测2组小鼠MCC组织中增殖细胞核抗原(PCNA)阳性细胞数和Ⅹ型胶原水平。结果:X-gal染色和IHC染色,ACVR1条件性基因缺失小鼠模型构建成功。在PN21时,与对照组比较,实验组小鼠下颌骨髁突宽度和髁头长度明显变短(P<0.05);2组小鼠MCC细胞形态表现和结构无明显差异。与对照组比较,实验组小鼠肥大软骨细胞层(Hy)和成软骨细胞层(Ch)这2层及Hy单层MCC组织中PCNA阳性细胞数明显增多(P<0.05或P<0.01)。在PN42时,与对照组比较,实验组小鼠部分下颌骨髁突软骨细胞形态异常,部分髁突肥大软骨细胞的排列紊乱,实验组小鼠髁突软骨前1/3区的Hy和中1/3区除Hy以外的其他层细胞厚度明显增大(P<0.05或P<0.01);与对照组比较,实验组小鼠MCC组织各层PCNA阳性细胞数和Ch中Ⅹ型胶原水平明显升高。结论:ACVR1通过抑制MCC细胞增殖和成软骨细胞向肥大软骨细胞的分化,从而影响MCC细胞形态及MCC组织结构。

活化蛋白A受体1在成牙本质细胞极化和牙本质形成中的作用

目的:研究活化蛋白A受体1(ACVR1)对成牙本质细胞极化及牙本质形成的影响。方法:以Cre-LoxP系统建立牙源性间充质特异性Acvr1基因敲除小鼠模型,取"Osterix-Cre;Acvr1 fx/-基因型小鼠"为实验组,同窝"Osterix-Cre;Acvr1 fx/+基因型小鼠"为对照组。取新生小鼠,通过HE染色观察小鼠下颌切牙的牙本质形成和成牙本质细胞形态;天狼星红染色观察下颌切牙的牙本质胶原排列;免疫荧光染色检测高尔基体(GM130)在下颌切牙成牙本质细胞中的定位。结果:HE染色结果显示,与对照组相比,实验组小鼠下颌切牙有牙本质形成缺陷,牙尖处可见骨样牙本质;从颈环至牙尖,成牙本质细胞形态由多角形变为高柱状,又变为多角形,极性从无到有,再逐渐消失,最终牙尖处部分细胞极性完全丧失。天狼星红染色结果显示实验组小鼠切牙的牙尖处胶原排列紊乱。GM130免疫荧光染色结果显示实验组小鼠切牙的近牙尖处成牙本质细胞中,高尔基体-细胞核相对位置发生变化。结论:Ⅰ型BMP受体ACVR1可维持成牙本质细胞极性并促进牙本质的有序形成,在调控牙本质形成中具有重要作用。

ACVR1对成牙本质细胞极性及牙本质形成的作用

目的研究Ⅰ型骨形态发生蛋白(BMP)受体活化素A受体1(ACVR1)调节小鼠成牙本质细胞极性及促进牙本质形成的作用机制。方法通过Cre-loxP系统,以Osterix为启动子激活Cre重组酶,敲除小鼠牙源性间充质细胞的Acvr1基因。于小鼠出生后21 d收集标本,观察成牙本质细胞形态、排列及牙本质的形态;免疫荧光染色检测小鼠极性相关标记物及高尔基体的定位;天狼星红染色评价牙本质的胶原形成。结果Acvr1基因敲除后,矿化牙本质和前期牙本质之间以及前期牙本质和成牙本质细胞层之间的分界线曲折不平,牙尖处有骨样牙本质形成;成牙本质细胞高柱状形态丧失,细胞间紧密连接和顶端极性相关蛋白定位异常,高尔基体与细胞核的相对位置改变,牙本质胶原排列不规则,胶原成熟度降低。结论小鼠牙源性间充质中的ACVR1通过促进成牙本质细胞的极性,进而促进牙本质的形成。

ALK2对小鼠前成骨细胞增殖和分化的影响

目的:研究激活素受体样激酶2(ALK2)对小鼠前成骨细胞增殖和分化的影响。方法:体外培养小鼠颅骨前成骨细胞,利用siRNA方法沉默Alk2基因,流式细胞术检测转染效率,实时定量RT-PCR方法检测沉默效率和成骨标志基因的表达,MTT法检测细胞增殖,茜素红染色检测矿化程度。结果:正常小鼠颅骨前成骨细胞形态不规则,多呈三角形和多角形,有较多突起;流式细胞术和实时定量RT-PCR显示siRNA可以使小鼠前成骨细胞内Alk2的表达降低至13%;MTT显示Alk2沉默后细胞数量增加;实时定量RT-PCR结果表明Alk2沉默后Runt相关转录因子2基因(Runx2)表达明显下降(P<0.05),碱性磷酸酶基因(Alp)表达有下降趋势;茜素红染色结果表明Alk2沉默后细胞矿化能力明显减弱。结论:ALK2可以抑制小鼠前成骨细胞的增殖,而促进其向成骨细胞的分化。