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SIRT6通过IRS2介导的糖酵解调控成牙骨质细胞分化的效应与机制

批准号:
82101006
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
黄丽媛
依托单位:
学科分类:
牙周及口腔黏膜疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄丽媛

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
牙骨质再生是牙周组织再生的金标准。糖酵解作为成骨细胞分化的主要能量来源,在成牙骨质细胞分化中的作用未知。申请人前期发表的论文显示Sirtuin 6(SIRT6)这一重要的糖酵解调节因子抑制了成牙骨质细胞的分化,但其调控机制是否与糖酵解相关有待阐明。为此,本项目首先通过过表达/敲降载体、糖代谢分析等手段探索SIRT6及下游因子胰岛素受体底物2(IRS2)介导的糖酵解在成牙骨质细胞分化中的作用;其次通过染色质免疫共沉淀、双萤光素酶报告基因、表观遗传学分析等技术,进一步研究SIRT6与IRS2的负反馈调控机制;最后应用基因敲除动物模型,体内验证SIRT6通过IRS2介导的糖酵解信号级联在成牙骨质细胞分化过程中的效应与机制。通过本项目的研究,我们拟寻求糖代谢与成牙骨质细胞分化的基因纽带,藉此为了解成牙骨质细胞的代谢与分化的机制提供新的理论基础,也为实现牙骨质再生以及牙周组织再生提供新的思路。
英文摘要
Cementum regeneration is the gold standard for periodontal tissue regeneration. Glycolysis, as the main energy source for osteoblast differentiation, plays an unknown role in cementoblast differentiation. The applicant has been validated that Sirtuin 6(SIRT6), an important glycolytic regulatory factor, inhibited the differentiation of cementoblast, but whether its regulatory mechanism is related to glycolysis remains to be clarified. Hence, we will first explore the role of SIRT6 and downstream factor insulin receptor substrate 2 (IRS2)-mediated glycolysis in cementoblast differentiation through overexpressing/knocking vectors and glucose metabolism analysis; Secondly, we will further detect the negative feedback regulatory mechanism of SIRT6 and IRS2 through chromatin immunoprecipitation, dual-luciferase reporter assay, and epigenetic analysis. Finally, conditional gene knockout animal models will be used to validate the effects and mechanisms of SIRT6 on cementoblast differentiation via IRS2 mediated glycolytic signaling cascade in vivo. Through the implementation of this project, we intend to seek the genetic link between glucose metabolism and cementoblast differentiation, so as to provide a new theoretical basis for understanding the mechanism of metabolism and differentiation of cementoblast, and providing new ideas for the realization of cementum regeneration and periodontal tissue regeneration.
牙骨质被称为“异位骨组织”,糖酵解是成骨细胞分化成熟过程中的主要能量依赖方式,但在成牙骨质细胞分化过程中的作用未知。因此本项目的主要研究内容为SIRT6与糖酵解对成牙骨质细胞分化的作用;IRS2介导的糖酵解对成牙骨质细胞分化的作用;SIRT6对IRS2介导的糖酵解的调控作用;SIRT6与IRS2相互作用的分子机制在成牙骨质细胞分化过程中的作用。结果显示,糖酵解相关酶在成牙骨质细胞分化过程中持续上调,而加入糖酵解抑制剂抑制己糖激酶后,成牙骨质细胞分化指标ALP、RUNX2、OCN的表达下调。SIRT6通过抑制成牙骨质细胞糖酵解抑制成牙骨质细胞分化;IRS2在成牙骨质细胞分化过程中持续升高,过表达IRS2促进成牙骨质细胞糖酵解和成骨向分化;染色质免疫共沉淀显示SIRT6靶向IRS2启动子区域的H3K9去乙酰化,抑制IRS2的转录,同时PI3K-AKT通路也参与SIRT6-IRS2调控的成牙骨质细胞分化及糖酵解。本项目证实SIRT6通过糖代谢调控成牙骨质细胞分化的作用及机制,为成牙骨质细胞的代谢与分化的机制提供新的理论基础,也为实现牙骨质再生以及牙周组织再生提供新的思路。
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