Snf5介导的衰老牙髓细胞成牙本质细胞方向分化的表观遗传学调控机制研究

Epigenetic mechanisms play important roles in aging-related biological processes. The odontoblastic differentiation potential decreases during cellular senescence in dental pulp cells (DPCs). Our previous study demonstrated that epigenetic modifications were involved in the transcriptional regulation of Runx2. This study is designed to identify the role of Snf5, a key epigenetic regulatory factor, in odontoblastic differentiation of senescent DPCs by RNA interference and exogenous expression, especially in the switch between the epigenetic modifications of Runx2 gene(a ‘transcription ready’ state and a ‘transcription repression’ state) by chromatin immunoprecipitation assay and bisulphate sequencing PCR. The epigenetic modifications of other odontoblastic differentiation related genes will be evaluated by the microarrays. Moreover, we will verify whether odontoblastic differentiation potential could be regained in senescent DPCs by exogenous expression of Snf5. Our research could reveal the mechanisms under odontoblastic differentiation of senescent DPCs, which is of great significance in conserving the dental pulp.

表观遗传学修饰模式的改变是众多增龄性生物学行为的重要原因。随着年龄增加，牙髓细胞成牙本质细胞方向分化能力降低，与此同时，衰老牙髓细胞出现Runx2基因的表观遗传学修饰模式转变。为分析Runx2基因的表观遗传学修饰模式发生改变的机制，本项目以表观遗传修饰调控蛋白Snf5为切入点，采用RNAi和外源性表达的方法分析Snf5对衰老牙髓细胞成牙本质细胞方向分化调控的机制，重点探讨Snf5在衰老牙髓细胞Runx2基因表观遗传学修饰模式（由待调控模式转变为抑制模式）改变中的作用，通过生物芯片分析其他成牙本质细胞分化相关基因是否也被该机制调控；并进一步探讨过表达Snf5能否逆转这种抑制模式以及恢复衰老牙髓细胞的成牙本质细胞方向分化能力。本研究的结果将对衰老牙髓细胞成牙本质细胞方向分化的分子机制提供新的理论依据，并且对临床上寻找老年牙髓活髓保存方法具有重要的科学意义和潜在的应用价值。

牙髓对损伤的修复能力有增龄性减退。衰老的牙髓细胞成牙本质细胞方向分化的能力也明显减退。本项目通过体内实验对老年大鼠直接盖髓的方式构建了老年大鼠的损伤修复模型。结果印证了老年大鼠的牙髓通过形成修复性牙本质修复穿孔的能力明显下降。另外本课题组通过连续传代培养的方式获得衰老人牙髓细胞，并在体外构建了衰老人牙髓细胞成牙本质细胞方向分化的模型。研究中发现衰老的人牙髓细胞成牙本质细胞方向分化的能力下降。为探讨衰老人牙髓细胞成牙本质细胞方向分化能力下降的原因。本研究通过染色质免疫共沉淀的方法分析衰老牙髓细胞Runx2基因修饰模式的转变和成牙本质细胞方向分化过程中DSPP基因修饰模式的转变，并检测人牙髓细胞在衰老及成牙本质细胞分化过程中Snf5的表达改变。通过慢病毒感染的方式在衰老前牙髓细胞干扰表达snf5及在衰老牙髓细胞中过表达Snf5，研究发现在衰老前牙髓细胞的成牙本质细胞分化过程中，Snf5的表达上调。而干扰Snf5表达后抑制了衰老前牙髓细胞的成牙本质细胞方向分化。 而在衰老牙髓细胞中snf5表达明显降低，并且成牙本质细胞分化过程中，Snf5表达没有显著改变。 然而，过表达Snf5可促进衰老DPC的成牙本质细胞分化。研究提示，snf表达的降低可能是衰老的牙髓细胞成牙本质细胞方向分化能力下降的重要原因。衰老人牙髓细胞中恢复表达snf5对其向成牙本质细胞分化的能力有一定促进作用。本研究的结果在一定程度上揭示了衰老牙髓细胞成牙本质细胞方向分化能力下降的机制，同时也为揭示老年牙髓损伤修复机制提供一定的依据。