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慢性牙周炎记忆B细胞分泌TGF-β1抑制Prx1+间充质细胞成骨分化的作用机制研究

批准号:
82071086
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
孙雯
依托单位:
学科分类:
口腔颅颌面组织器官缺损修复与再生
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙雯

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
促进牙槽骨形成作为慢性牙周炎治疗难点被人们所重视。我们前期研究发现:慢性牙周炎病人牙周组织中存在大量记忆B细胞,单细胞测序提示记忆B细胞分泌转化生长因子β1(TGF-β1),且TGF-β1中和抗体可阻断B细胞对Prx1+间充质细胞成骨分化的抑制。因此我们提出:慢性牙周炎记忆B细胞通过分泌TGF-β1,调控Smad2/3-Runx2信号轴,抑制Prx1+间充质细胞成骨分化,导致牙槽骨骨形成降低;反之,清除B细胞或去除B细胞分泌的TGF-β1,通过促进Prx1+间充质细胞成骨分化和骨形成,恢复牙槽骨量的假说。我们拟利用临床牙周组织取材,Prx1-Cre nT/nG小鼠及B细胞特异性敲除TGF-β1的小鼠牙周炎造模,通过组织、细胞、分子生物学等方法,阐明慢性牙周炎记忆B细胞分泌TGF-β1抑制Prx1+间充质细胞成骨分化的作用机制。本研究将为慢性牙周炎的靶向治疗提供新思路。
英文摘要
Chronic periodontitis can cause decreased alveolar bone formation, but its pathogenesis is not fully understood. Our preliminary studies showed that memory B cells were increased in the periodontal tissues of patients with chronic periodontitis. These memory B cells inhibited the osteogenic differentiation of mesenchymal cells in vitro co-culture system. Single-cell RNA-seq and transcriptional profiles by isolating single cells from periodontal tissues of chronic periodontitis patients and healthy controls indicated that memory B cells secreted transforming growth factor-β1 (TGF-β1). In addition, TGF-β1 neutralizing antibody partially rescued the inhibitory effect of memory B cells from periodontitis on the osteogenic differentiation of Prx1+ mesenchymal cells. Based on these preliminary data, we hypothesize that memory B cells of chronic periodontitis regulate Smad2/3-Runx2 signal axis by secreting TGF-β1, and inhibit the osteogenic differentiation of Prx1+ mesenchymal cells, which results in the reduction of alveolar bone formation. B cell depletion therapy or removal TGF-β1 secreted by B cells can promote bone formation and restore alveolar bone mass by promoting osteogenic differentiation of Prx1+ mesenchymal cells. We will collect periodontal tissues from patients with chronic periodontitis, generate periodontitis models by silk ligation in Prx1-Cre nT/nG mice or CD19-Cre; TGF-β1 flox/flox mice, and analyze their phenotypes using histological, cellular and molecular techniques. By better understanding the role of memory B cells in osteogenesis inhibition during periodontitis, innovative therapies may be developed that target the key immunologic pathways involved in the disease.
研究背景:B细胞在慢性牙周炎(PD)病程中起重要的免疫调节作用,但其对牙槽骨间充质干细胞(MSC)的成骨分化作用尚不明确。本研究旨在揭示B细胞调控牙槽骨Prx1+ MSC成骨分化的作用及机制。.研究内容:Prx1+间充质细胞在牙周炎发病进程中的谱系示踪及其成骨分化和骨形成能力的改变;B细胞在牙周炎发病进程中的定位和分泌的成骨抑制因子;B细胞抑制Prx1+间充质细胞成骨分化致牙周炎骨形成降低的作用机制。.研究结果:流式细胞分析发现,与健康对照相比,PD患者牙周组织中CD45-CD105+CD73+ MSCs比率显著减少,但CD45+免疫细胞比率显著增加,其中CD19+ B细胞占比最高。丝线结扎牙周炎造模后,Prx1-Cre nTnG小鼠牙周组织冰冻切片显示Prx1-Cre+ MSCs数量显著降低。给予PD小鼠注射anti-CD20进行B细胞耗竭处理,Micro-CT显示清除B细胞部分恢复了PD小鼠的牙槽骨量。流式分选小鼠牙周组织中B细胞进行qPCR分析,发现PD小鼠B细胞表达大量抑制成骨的细胞因子,其中TGF-β1表达水平最高。利用牙周组织免疫荧光双标,显示PD小鼠牙周组织中高表达TGF-β1+B220+ B细胞,并且TGF-β1+细胞大量聚集在Prx1+ MSCs周围。流式分选小鼠牙周组织中B细胞与Prx1+ MSCs共移植至裸鼠皮下,发现PD B细胞明显抑制Prx1+ MSCs的成骨分化。通过TGF-β1中和抗体,可以阻断PD B细胞对Prx1+ MSCs成骨分化的抑制;且TGF-β1促进Smad2/3磷酸化,抑制成骨特异性转录因子Runx2的表达。对B细胞特异性敲除TGF-β1的CD19 Cre; TGF-β1 flox/flox小鼠进行牙周炎造模,发现牙周炎骨丢失显著减少,成骨细胞阳性面积和MSCs细胞比例显著增加。最后,对临床组织样本进行免疫荧光染色和流式细胞分析,发现记忆B细胞不仅在PD患者的牙周组织中占主导地位,抑制MSC成骨分化,且TGF-β1+记忆B细胞在牙周基础治疗前后的PD患者牙周组织中都大量聚集。.科学意义:研究发现慢性牙周炎中B细胞通过TGF-β1-Smad2/3-RUNX2信号轴抑制MSC成骨分化,促进牙周炎骨丢失;记忆B细胞是分泌TGF-β1的主要B细胞亚群。本研究为清除B细胞或阻断TGF-β1抑制牙周炎牙槽骨丢失提供了实验和理论依据。
Sirtuin 1经Bmi1介导调控老年性牙槽骨丢失的作用机制研究
  • 批准号:
    81670965
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    孙雯
  • 依托单位:
PTHrP核定位序列与C末端调控牙和颌骨发育的作用机制研究
  • 批准号:
    81200755
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    孙雯
  • 依托单位:
国内基金
海外基金