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BMPs调控Mef2C-ECR5-SOST转录轴的分子机制研究
结题报告
批准号:
81371171
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
白丁
依托单位:
学科分类:
H1507.牙缺损、缺失修复及牙颌畸形的矫治
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈建伟、李敬、舒睿、田野、吴也可、徐晖、杨娴睿、曹静、黄轶
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中文摘要
牙槽骨骨重塑是正畸牙移动的生物学基础。Wnt通路的拮抗剂骨硬化蛋白(Sclerostin/SOST)在骨重塑中扮演重要角色,其表达受BMP信号通路调控,但具体分子机制尚不清楚。研究表明,肌细胞增强因子2C(Mef2C)能通过增强子ECR5调节SOST表达,而敲除成骨细胞的 BMP1型受体A(BMPR1A),SOST与Mef2C的表达均下调。本课题以Mef2C为切入点,拟构建骨细胞特异性BMPR1A敲除小鼠,同时对骨细胞株MLO-A5进行基因转染和RNA干扰,检测BMP-Smad通路和Mef2C-ECR5-SOST转录轴各级信号分子的表达,以探索BMPs调节SOST表达的分子机制。本课题的成功实施,将揭示BMP通路与Wnt通路之间的串话机制,可望通过靶向干预Mef2C-ECR5-SOST转录轴来调节骨重塑进程,对实现BMPs在安全、高效的正畸牙移动和骨缺失类疾病治疗中的转化应用具有重要意义。
英文摘要
Efficient alveolar bone remodeling is the biological basis for safe and rapid orthodontic tooth movement. As an extracellular antagonist of Wnt signaling pathway, Sclerostin/SOST plays an important regulatory role in bone remodeling process, and is controlled by bone morphogenic proteins (BMPs). However, the exact molecular mechanism involved is still undefined. Recent studies reported that myocyte enhancer factor 2C (Mef2C) could regulate SOST expression via evolutionarily conserved regions 5 (ECR5). Our previous studies found that conditional knockout of BMP receptor type IA (BMPR1A) in osteoblasts led to significant down-regulation of SOST and Mef2C expression. In order to explore the mechanism involved in the regulation of BMPs on SOST expression, we plan to establish the mouse model of conditional knockout of BMPR1A in osteocytes by mating SOST-Cre mice with BMPR1Aflox/flox mice, and investigate the expressions of various signaling molecules of BMP pathway and Mef2C-ECR5-SOST transcriptional axis both in vitro and in vivo. The successful implementation of this project would unveil the crosstalk between BMP pathway and Wnt pathway, which might be helpful to the effective interference of bone remodeling by targeted promotion or inhibition of Mef2C-ECR5-SOST transcriptional axis, and brings about new approaches to facilitating alveolar bone remodeling during treatment of orthodontics and bone-loss diseases.
牙槽骨骨重塑是正畸牙移动的生物学基础。Wnt 通路的拮抗剂骨硬化蛋白(Sclerostin/SOST)在骨重塑中扮演重要角色,其表达受BMP 信号通路调控,但具体分子机制尚不清楚。研究表明,本课题研究发现:(1)BMPs可以上调Saos-2细胞株的SOST表达水平,SOST表达量在BMPs浓度为30ng/ml时达到最高。而在不同时间段中,加入BMPs 3h后SOST的表达量最高。(2)BMPs的拮抗剂Noggin以及BMP受体拮抗剂Dorsomorphin均能抑制BMPs对SOST的上调作用。而非BMP-smad通路抑制剂SB2022190并不能抑制BMPs对SOST的上调作用。(3)采用腺病毒转染过表达smad-1后,Saos-2细胞的SOST表达显著增加,而慢病毒转染过表达smad-6后,Sao-2细胞的SOST表达显著降低。(4)TGF-β3能够提高小鼠BMSCs的迁移能力,其效果等同于SDF-1。(5)TGF-β3相对于SDF-1,能够显著提高小鼠BMSCs的成骨分化活性。(6)SOST敲除小鼠BMSCs的迁移能力与成骨分化能力与WT小鼠没有显著差异。本研究首次揭示了BMPs调控SOST表达是通过经典的BMP-smad通路,而不是非经典的BMP-MAPK通路。同时还发现了TGF-β3不仅能够提升BMSCs迁移能力还能增强其成骨向分化能力。实验结果对于SOST的调控机制有了进一步的补充,对实现BMPs 在安全、高效的正畸牙移动和骨缺失类疾病治疗中的转化应用具有重要意义。研究结果也提示TGF-β3可以作为一种较理想的细胞因子运用于组织工程的骨组织再生修复方面。本课题研究成果弓撰写论文10篇(已发表8篇)。培养博士研究生5名,硕士研究生4名。整个课题研究达到预期目标。.关键词:骨形态发生蛋白,骨硬化蛋白,转化生长因子β3,骨髓间充质干细胞
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Expression analysis of alpha-smooth muscle actin and tenascin-C in the periodontal ligament under orthodontic loading or in vitro culture.
正畸负荷或体外培养下牙周膜中α-平滑肌肌动蛋白和腱蛋白-C的表达分析。
DOI:--
发表时间:2015
期刊:International Journal of Oral Science
影响因子:14.9
作者:Tian, Ye;Jing, Yan;He, Yao;Han, Xiang-Long
通讯作者:Han, Xiang-Long
DOI:10.3109/0886022x.2015.1077323
发表时间:2015
期刊:Renal Failure
影响因子:3
作者:Wang Lu-Fei;Wu Hao;Xu Yang;Deng Meng;Han Xiang-Long;Bai Ding
通讯作者:Bai Ding
Expression analysis of α-smooth muscle actin and tenascin-C in the periodontal ligament under orthodontic loading or in vitro culture.
正畸加载或体外培养牙周膜中α-平滑肌肌动蛋白和腱蛋白-C的表达分析
DOI:10.1038/ijos.2015.26
发表时间:2015-12-18
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF ORAL SCIENCE
影响因子:14.9
作者:Xu, Hui;Bai, Ding;Ruest, L-Bruno;Feng, Jian Q.;Guo, Yong-Wen;Tian, Ye;Jing, Yan;He, Yao;Han, Xiang-Long
通讯作者:Han, Xiang-Long
Sclerostin Promotes Bone Remodeling in the Process of Tooth Movement.
硬化蛋白促进牙齿移动过程中的骨重塑
DOI:10.1371/journal.pone.0167312
发表时间:2017
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Shu R;Bai D;Sheu T;He Y;Yang X;Xue C;He Y;Zhao M;Han X
通讯作者:Han X
Wnt3 alpha and transforming growth factor-beta induce myofibroblast differentiation from periodontal ligament cells via different pathways
Wnt3 α和转化生长因子-β通过不同途径诱导牙周膜细胞向肌成纤维细胞分化
DOI:10.1016/j.yexcr.2016.12.026
发表时间:2017
期刊:Experimental Cell Research
影响因子:3.7
作者:Xu Hui;He Yao;Feng Jian Q;Shu Rui;Liu Zhe;Li Jingyu;Wang Yating;Xu Yang;Zeng Huan;Xu Xin;Xiang Zichao;Xue Chaoran;Bai Ding;Han Xianglong
通讯作者:Han Xianglong
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
  • 批准号:
    82371002
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    48万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    白丁
  • 依托单位:
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:
    55万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    白丁
  • 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
  • 批准号:
    81870804
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    53.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    白丁
  • 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
  • 批准号:
    81571009
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    白丁
  • 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
  • 批准号:
    11172190
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    白丁
  • 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
  • 批准号:
    30970705
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    白丁
  • 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
  • 批准号:
    10572098
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    白丁
  • 依托单位:
国内基金
海外基金