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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
结题报告
批准号:
81870804
项目类别:
面上项目
资助金额:
53.0 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:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐晖、王娅婷、薛超然、冯捷、何依若、杨娴睿、王曼怡、王沛棋、马赛
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中文摘要
髁突软骨内成骨在下颌骨生长发育和骨塑建中发挥重要作用,然而其机制不明。新近研究结果有别于经典理论,表明软骨细胞直接转化成骨是软骨内成骨的重要途径。本课题组前期研究在髁突中发现大量软骨细胞发生成骨转化,该过程与Sox2信号相关;这一发现对髁突软骨细胞在下颌骨生长发育中的角色带来了新认识,其机制有待深究。总结研究现状,我们认为应力刺激激活YAP-Sox2转录轴,可能进而通过Sox2-BMI1-BMP2诱导细胞重编程和成骨转化。为验证该假说,本课题结合体内、体外实验,采用基因修饰、化学拮抗等方法对该假说中的关键因子进行增效或失效,研究YAP-Sox2-BMI1-BMP2调控髁突软骨细胞成骨转化的机制。该研究将揭示髁突软骨细胞影响下颌骨生长发育和骨塑建的作用机理,丰富颅颌面发育学理论,通过靶向调控YAP-Sox2有望对下颌骨的生长发育进行精准有效的干预,同时为骨骼系统相关疾病治疗提供新思路。
英文摘要
Condylar endochondral ossification is crucial in mandibular growth and osteogenesis, though its underlying mechanism remains unclear. Recent studies observed direct transformation of condylar chondrocytes into osteoblasts in condylar osteogenesis, which shed light on the role of condylar chondrocytes during mandibular growth. Based on literature reviews and our preliminary researches, we hypothesize that stress changes in condylar micro-environment activates YAP-Sox2 axis and further induces cell reprogramming and osteogenesis through BMI1-BMP2 signaling. To test this hypothesis, we plan to synergize or invalidate key factors in the signaling cascade via genetic modification and chemical antagonism in vivo and in vitro. This study is expected to reveal the essential role of condylar chondrocyte in mandibular growth and bone modeling, and to enrich the theory of craniofacial growth and development. It is aimed to provide new insights into developing new therapies for skeletal diseases and targeted interference of mandibular growth and development.
下颌前导型功能矫治器在刺激下颌骨生长方面的作用得到了广泛认可,其原理可能是前导生长发育期的下颌骨引起颞下颌关节内应力的改变,进而刺激颌骨及肌肉产生适应性改建,然而,应力微环境下髁突软骨内细胞的转归尚不清楚,相关分子机制亟待研究。本课题发现:(1)短时间的下颌前导主要导致大鼠髁突软骨层增厚,而较长时间的下颌前导则能刺激大鼠髁突软骨下骨生成,在下颌前导全程,YAP激活,Sox表达增加。(2)下颌前导4周使大鼠下颌骨髁突软骨层成软骨细胞比例增加,而下颌前导8周后大鼠下颌骨髁突软骨层成软骨细胞减少而成骨细胞样细胞增多,且在下颌前导组软骨层细胞中,Hippo通路富集。(3)体外张应力加载能诱导软骨细胞成骨转化。(4)体外培养发现软骨细胞形态在张应力加载3h后形态正常,而在张应力加载6h后被明显拉长。同时,YAP及Sox2 mRNA表达量在张应力加载3h后达到峰值。(5)张应力加载后软骨细胞的YAP、Sox2、BMI1及下游成骨关键因子表达增加,此效应能被RhoA/ROCK1-YAP通路抑制剂Y27632部分阻断。(6)过表达YAP稳转细胞的Sox2、BMI1及成骨关键因子表达明显升高,而这种变化能被Sox2 siRNA部分逆转。本研究首次揭示了张应力加载下髁突软骨细胞的成骨转化潜能,探明了“YAP-Sox2-BMI1”级联信号通路在此生物学过程中的重要作用。实验结果对下颌生长的调控机制有了进一步的补充,丰富颅颌面发育学理论,通过靶向调控YAP-Sox2有望对下颌骨的生长发育进行精准有效的干预。本课题研究成果共撰写论文13篇(已发表12篇,其中10篇为SCI论文)。培养博士研究生4名,硕士研究生5名。整个课题研究达到预期目标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Enhanced Circadian Clock in MSCs-Based Cytotherapy Ameliorates Age-Related Temporomandibular Joint Condyle Degeneration.
基于间充质干细胞的细胞疗法中增强的昼夜节律可改善与年龄相关的颞下颌关节髁变性
DOI:10.3390/ijms221910632
发表时间:2021-09-30
期刊:International journal of molecular sciences
影响因子:5.6
作者:Cha S;Lee SM;Wang J;Zhao Q;Bai D
通讯作者:Bai D
Effect of interleukin-33 on cementoblast-mediated cementum repair during orthodontic tooth movement
白细胞介素33对正畸牙移动过程中成牙骨质细胞介导的牙骨质修复的影响
DOI:10.1016/j.archoralbio.2020.104663
发表时间:2020-04-01
期刊:ARCHIVES OF ORAL BIOLOGY
影响因子:3
作者:Dong, Xiaomeng;Feng, Jie;Xu, Hui
通讯作者:Xu, Hui
SOST Deficiency Aggravates Osteoarthritis in Mice by Promoting Sclerosis of Subchondral Bone
SOST 缺乏通过促进软骨下骨硬化加重小鼠骨关节炎
DOI:10.1155/2019/7623562
发表时间:2019-11-11
期刊:BIOMED RESEARCH INTERNATIONAL
影响因子:--
作者:Li, Jingyu;Xue, Junjie;Bai, Ding
通讯作者:Bai, Ding
Association of Dysplastic Coronoid Process with Long-Face Morphology
发育不良的冠状突与长脸形态的关联
DOI:10.1177/0022034519892551
发表时间:2019-12
期刊:Journal of Dental Research
影响因子:7.6
作者:Chen T.;Liu Z.;Xue C.;Tian W.;Bai D.;Chen Y. P.
通讯作者:Chen Y. P.
DOI:10.13701/j.cnki.kqyxyj.2022.05.017
发表时间:2022
期刊:口腔医学研究
影响因子:--
作者:王江玥;吴刚;田野;白丁
通讯作者:白丁
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/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:
BMPs调控Mef2C-ECR5-SOST转录轴的分子机制研究
  • 批准号:
    81371171
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 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