机械应力作用人牙周膜成纤维细胞分子调控网络的界定及关键调控基因分析

咬合创伤或义齿设计不当等因素可造成牙松动甚至脱落，牙松动与牙周膜受力损伤、人牙周膜成纤维细胞(HPDLF)生命活动异常密切相关。现证实HPDLF在机械应力作用下可将应力信号转化为生物学信号，并发生细胞增殖、肌动蛋白及胶原蛋白合成、上调炎症细胞因子表达等系列改变，可能影响牙周组织微环境和牙周组织改建。但应力作用下细胞内力学信号转导和基因表达网络调控的确切机制尚不明确。在前期研究基础上动态收集不同形式机械应力作用下多时间点HPDLF细胞，通过表达谱、转录组学及分泌蛋白质组学分析应力作用不同阶段中，与HPDLF细胞调控网络相关的分子事件变化、细胞因子及蛋白表达变化，利用系统生物学界定及模拟构建网络调控通路，并设计干预方式对关键通路进行验证，探讨应力对牙周组织微环境及改建的影响。本研究有望界定及模拟构建上述调控网络，并提示咬合创伤损伤与修复机理，对防治牙松动及口腔临床治疗中合理应用力学有借鉴意义

咬合创伤或义齿设计不当等因素可引起基牙损伤，造成牙齿松动甚至脱落，其机理与牙周膜受力病损及人牙周膜成纤维细胞(HPDLF)生命活动异常密切相关。但是对于在机械应力作用下，生理状态的人牙周膜成纤维细胞炎症相关细胞因子的表达谱如何变化，是何种机制调控相关变化，同时经应力作用后相关炎症细胞因子分泌改变会对牙周微环境及牙周组织改建产生什么影响，目前均尚不明确。本研究通过表达谱分析、多细胞因子流式分析等手段探讨在静压力作用下HPDLF炎症相关细胞因子表达的变化和相关机制。同时，通过体外共培养系统实验初步探讨静压力作用下人牙周膜成纤维细胞对牙周微环境存在的影响，进一步结合抗体阻断的方式初步明确可能参与作用的炎症细胞因子，并分析相关变化影响牙周微环境的具体机制。 研究初步证实静压力作用下HPDLFs上调IL-1β、IL-6、 IL-8、TNF-α、TNF-β等炎症相关细胞因子mRNA及蛋白水平的表达；静压力作用下HPDLFs通过上调炎症细胞因子表达，趋化炎症细胞等作用呈现促炎症的极化状态，并参与对间充质干细胞成骨分化的影响；静压力作用下可显著逆转HPDLFs对CD4+ T细胞增殖的抑制，同时促进CD4+ T细胞的活化；静压力作用下可增强HPDLFs对单核细胞、中性粒细胞的趋化；静压力作用下HPDLFs对单核细胞、中性粒细胞趋化作用的增强依赖于分泌IL-6、 IL-8、MCP-1；静压力作用下HPDLFs可参与对间充质干细胞成骨分化的抑制；结合上述研究，我们认为静压力作用下可能对HPDLFs的炎症细胞因子分泌及免疫调节功能产生影响，使HPDLFs趋向于促炎症极化状态，可能诱导免疫抑制趋向免疫活化，从而对牙周微环境及牙周组织改建产生影响。通过上述系列研究，该课题为阐明机械应力作用下牙周微环境变化及牙周组织改建的机制提供实验基础，为HPDLFs在组织工程学方面的临床应用研究，以及口腔修复等学科临床合理应用力学提供基础研究提示。