PIEZO1介导感觉神经纤维调控牙槽骨重塑的机制
批准号:
82071146
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
白丁
依托单位:
学科分类:
牙缺损、缺失修复及牙颌畸形的矫治
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
白丁
中文摘要
力学刺激下牙周组织发生信号转导、组织改建是正畸牙移动的基础,然而牙周组织感应、转导力学信号进而影响骨改建的机制尚不明确。本课题前期研究表明,应力加载下,机械门控离子通道PIEZO1在牙周膜中的时空分布与神经肽CGRP基本一致、与YAP表达呈正相关,并与牙槽骨改建活跃程度紧密相关。由此提出,正畸力触发牙周膜内感觉神经纤维的PIEZO1离子通道,激活PIEZO1-YAP信号调控神经肽释放,影响局部免疫微环境,并与骨骼细胞、抗原呈递细胞产生信号串话,从而调控牙槽骨重塑。为验证该假说,本研究以感觉神经特异性基因敲除小鼠和牙移动模型为研究载体,通过对PIEZO1-YAP-CGRP/SP信号轴中各级分子进行基因修饰或抑制,逐层深入揭示应力下PIEZO1介导感觉神经纤维转导力学信号、调控牙槽骨重塑的机制。该研究将从神经科学的角度为阐释正畸牙移动的生物学过程开辟新视野,为实现安全、高效的牙移动提供新思路。
英文摘要
Stress-induced signal transmissions and tissue reconstructions of teeth-alveolar bone complex are the biological foundation of orthodontic tooth movement. However, how does periodontal tissue receive, transmit and transform stress signals and modulate bone modeling remains unclear. Our previous studies found that, the dynamic of bone modeling and bone remodeling are related to the spatio-temporal distribution of sensory nerve fiber markers and activity of mechanical gated ion channel PIEZO1 in the periodontal ligaments. Based on these preliminary studies, we hypothesize that the application of orthodontic stress triggers the PIEZO1 of sensory nerve fibers in periodontal ligaments. Activation of PIEZO1-YAP signal axis induces reconstructions of cytoskeleton and releases of neuropeptitde CGRP/SP, which changes the immune microenvironment and crosstalk between skeletal cells and antigen presenting cells to further modulate bone modeling. To verify this hypothesis, conditional transgene mouse and orthodontic tooth movement model would be applied to explore the novel mechanisim that PIEZO1 on sensory nerve fiber induced biochemechanical transformation and bone modeling under mechanical stress. This study would illustrates the mechanism of orthodontic tooth movement in a novel perspective of neuroscience, and provides new insights into promotion of periodontal tissue remodeling and therapy of controllable and accelarated orthodontic tooth movement.
在力学刺激下,牙周组织的信号转导和组织改建是正畸牙移动的基础。然而,牙周组织如何感应和转导力学信号以影响骨改建的机制尚不明确。本研究采用正畸牙移动模型和颞下颌骨关节炎模型,通过基因修饰或抑制PIEZO1-YAP信号轴中的分子,揭示了应力下PIEZO1介导的感觉神经纤维如何转导力学信号并调控骨塑建、骨重建及软骨/骨稳态的机制。.本课题的主要发现包括:(1)施万细胞是牙周组织中感受并响应机械刺激的首要神经结构。(2)不同应力加载诱导施万细胞BDNF和NGF基因表达和分泌增加。(3)正畸力加载下,牙周组织中S100β和PIEZO1的时空分布特点。(4)施万细胞通过旁分泌途径促进成骨细胞的成骨分化。(5)体外应力加载下,牙周膜细胞中PIEZO1基因和蛋白表达增加。(6)成功构建了单侧前牙反模型。(7)过大机械力负荷抑制下颌髁突中YAP激活。(8)YAP缺失介导METTL3上调,引起软骨细胞衰老。.本课题阐明了牙周组织中神经组织通过“机械应力-PIEZO1-YAP”信号级联调控骨塑建、骨重建及软骨/骨稳态的作用,详细揭示了PIEZO1作为“机械敏感探头”介导机械力学-化学信号转换的分子机制。研究从神经科学的角度为阐释正畸牙移动的生物学过程开辟了新视野,为实现安全、高效的牙移动提供了新思路。本课题共撰写论文15篇,参加国内外学术会议4次,培养博士研究生3名,硕士研究生4名,整个课题研究达到预期目标。
机械应力触发IL-1R/Piezo1正反馈环路诱导颞下颌关节髁突软骨细胞衰老的机制
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批准号:82371002
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项目类别:面上项目
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资助金额:48万元
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批准年份:2023
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负责人:白丁
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依托单位:
应力微环境下YAP-Sox2转录轴调控髁突软骨细胞成骨转化的机制
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批准号:81870804
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项目类别:面上项目
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资助金额:53.0万元
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批准年份:2018
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负责人:白丁
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依托单位:
应力微环境下YAP/TAZ介导牙周膜肌成纤维细胞的分化机制
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批准号:81571009
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2015
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负责人:白丁
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依托单位:
BMPs调控Mef2C-ECR5-SOST转录轴的分子机制研究
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批准号:81371171
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2013
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负责人:白丁
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依托单位:
骨细胞机械应答关键因子——Sclerostin在牙移动骨重塑中的作用机理研究
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批准号:11172190
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2011
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负责人:白丁
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依托单位:
牙周膜肌成纤维细胞在正畸牙移动力学传导中作用机制的研究
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批准号:30970705
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项目类别:面上项目
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资助金额:32.0万元
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批准年份:2009
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负责人:白丁
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依托单位:
机械张应力对成牙骨质细胞功能活动影响的体外实验研究
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批准号:10572098
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项目类别:面上项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2005
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负责人:白丁
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依托单位:
国内基金
海外基金