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牙周膜细胞通过外泌体miRNA-9-5p调控巨噬细胞炎症反应介导力刺激下牙槽骨吸收的机制研究

批准号:
82071157
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
胥春
依托单位:
学科分类:
口腔颅颌面组织生物力学和生物材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
胥春

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
研究显示机械力刺激能够诱发无菌性的牙周组织炎症反应并导致牙槽骨吸收。申请者前期研究发现牙周膜细胞(PDLCs)能感知牵张刺激,通过激活炎症体引发炎症反应,但PDLCs如何介导力相关牙周炎症中牙槽骨吸收尚不清楚。巨噬细胞在促进破骨细胞分化、炎性骨吸收中扮演了重要角色,但力诱导产生的炎症信号如何由PDLCs传递至巨噬细胞不得而知。外泌体介导的细胞间信号传递在炎症中的作用逐渐显露,申请者也证实牵张诱导PDLCs分泌外泌体,其中miRNA-9-5p高表达,而有报道miRNA-9-5p可能调控巨噬细胞炎症反应。因此,本课题提出PDLCs在牵张刺激下能够通过外泌体携带miRNA-9-5p定向调控巨噬细胞极化状态、介导力刺激牙周炎症反应和牙槽骨吸收的科学假说,拟通过细胞实验和动物实验予以证实,并探索其分子机制,对于进一步揭示力相关牙周炎症疾病的发生发展机制,以及寻找可能的治疗靶点具有重要的科学意义。
英文摘要
Studies have shown that mechanical forces can induce sterile inflammation in periodontal tissue and lead to alveolar bone resorption. Our previous research showed that periodontal ligament cells (PDLCs) can sense stretch stimuli and trigger inflammatory responses by activating inflammasomes, but how PDLCs mediate alveolar bone resorption in force-related periodontal inflammation remains unclear. Macrophages play an important role in promoting osteoclast differentiation and inflammatory bone resorption, but the transduction pathway of the force-induced inflammatory signals between PDLCs and macrophages is unknown. The role of exosomes-mediated intercellular signaling in inflammation has been discovered recently. We have also confirmed that stretch induced PDLCs to secrete exosomes containing miRNAs, of which miRNA-9-5p was highly expressed. Considering recent reports indicating that miRNA-9-5p may be involved in macrophage inflammatory responses, we here propose a hypothesis that PDLCs can mediate force-induced periodontal inflammation and alveolar bone resorption by regulating the polarization states of macrophages through exosomes carrying miRNA-9-5p in response to stretch stimulation. Cell experiments and animal experiments will be carried out to verify the hypothesis and explore the molecular mechanisms in this process. Our research will be of scientific value for further revealing the mechanisms of the initiation and progress of force-related periodontal inflammatory diseases and seeking for possible therapeutic targets.
本课题针对临床中牙合创伤、不良修复体等导致基牙受力过大,以及过大的矫治力等不良机械力刺激诱导牙周组织发生“无菌性炎症反应”、导致牙周组织破坏吸收的问题,以“外泌体”介导的细胞通讯作为切入点,探索牵张加载下牙周膜细胞(PDLCs)是否可通过外泌体调控巨噬细胞炎症反应并探索其作用机制。通过对体外培养的人PDLCs加载动态牵张应变,抽提牵张加载前后不同时间点细胞培养基中的外泌体并进行定量检测,发现牵张加载可诱导PDLCs分泌外泌体,且分泌量具有牵张加载时长依赖性。成功构建大鼠正畸模型,抽提并检测正畸力作用下大鼠外周血血浆外泌体,从体内角度进一步验证了机械力诱导外泌体分泌的作用。研究还发现,牵张加载下人PDLCs外泌体可被体外培养的巨噬细胞所摄取,并通过外泌体miR-9-5p/SIRT1/NF-κB通路诱导巨噬细胞M1极化,介导多种促炎细胞因子IL-1β、TNF-α、iNOS和IL-6的表达和释放。与此同时,体内实验进一步发现,该外泌体还可通过miR-9-5p诱导受牵张力侧大鼠牙周组织内M1型巨噬细胞和中性粒细胞表达增多。由此可见,牵张加载下PDLCs可通过外泌体miR-9-5p诱导巨噬细胞炎症反应,从而介导机械力诱发的牙周“无菌性炎症”。本研究证实牵张加载可诱导PDLCs分泌外泌体,并首次报道PDLCs可通过分泌外泌体的方式向传统免疫细胞传递力学信号,从而介导力相关牙周组织免疫炎症反应。本研究进一步揭示了力相关牙周炎症疾病的发生发展机制,为预防和治疗异常咬合力以及不当正畸力等力学刺激造成的牙周疾病和牙周组织损害提供了可能的靶点,具有重要的科学意义和临床价值。随着研究的深入,本课题还对多种细胞外泌体的功能及作用机制进行深入探索,为揭示外泌体的信号转导机制及牙周损伤的再生修复提供可能的治疗靶点。项目实施过程中,课题负责人招收硕士研究生2名、博士研究生5名先后参与本项目,其中4名博士研究生顺利毕业获得博士学位、2名硕士研究生顺利毕业获得硕士学位。课题组发表标注基金资助的SCI论文11篇、中文期刊论文6篇,另有4篇英文论文已完成撰写并投稿SCI期刊,其中1篇已审回正在修改中,1篇已提交修回稿后复审,申请国家发明专利1项。
NLRP/caspase炎症复合体在牵张诱导人牙周膜细胞炎症反应中的作用及其激活机制研究
  • 批准号:
    31470903
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    胥春
  • 依托单位:
Caspase蛋白酶在牵张应变诱导人牙周膜细胞凋亡中调控机制的研究
  • 批准号:
    31270991
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    胥春
  • 依托单位:
Caspase酶在动态牵张应变诱导人牙周膜细胞凋亡中作用的研究
  • 批准号:
    30900282
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    胥春
  • 依托单位:
国内基金
海外基金