胡椒素调控CD147-MMPs信号通路对牙周组织细胞外基质降解的作用及机制研究

CD147-MMPs signaling pathway plays a key role in extracellular matrix degradation. It can directly cause the destruction of periodontium. CD147-MMPs signaling pathway is also the key drug target of many other diseases. Studies suggest that traditional Chinese medicine composition piperine can produce inhibitory effects on MMPs. Our theory: piperine inhibit the degradation of ECM through regulating CD147-MMPs signaling pathways. Preliminary experiment results confirmed that piperine showed exact protection, and this effect may be related to regulating the expression and glycosylation of CD147. Research contents: 1. Cells studied research that the effect of piperine on the expression and glycosylation of CD147 function and follow-up role of different MMPs. 2. Effects of piperine on inflammation cell chemotaxis, osteoclast proliferation, differentiation and the role of cytoskeleton alterations, and the regulation of CD147. 3. Piperine regulate CD147 carbohydrate chain and molecular mechanism of glycosylation. 4. Animal experiment in vivo study, relevant protective effect and mechanism of piperine on periodontitis.

CD147-MMPs信号通路在细胞外基质降解过程中发挥着关键作用，可直接造成牙周组织破坏。CD147-MMPs也是抑制其他多种疾病发展的关键靶点。多项研究提示中药成分胡椒素能对不同疾病的MMPs产生抑制作用。我们通过理论证据分析提出：胡椒素可通过调控CD147-MMPs信号通路抑制细胞外基质的降解来保护牙周组织。预实验结果初步证实胡椒素的牙周保护作用确切，并提示胡椒素的这种作用可能与调控CD147表达量和糖基化有关。研究内容：1.细胞试验研究胡椒素对CD147表达和糖基化调控的作用及对不同MMPs的作用。2. 胡椒素对炎细胞趋化性，破骨细胞增殖融合、分化和细胞骨架改建的作用，以及胡椒素对炎细胞和破骨细胞表达CD147的影响。3.胡椒素调控CD147糖链和糖基化的分子机制探索。4.动物实验体内研究胡椒素对牙周炎的相关保护作用及机制。

牙周组织的主要框架结构是细胞外基质，维持牙周组织的形态和功能。基质金属蛋白酶家族（MMPs）可直接降解细胞外基质及基底膜，造成牙周组织破坏及牙周炎。CD147-MMPs信号通路在细胞外基质降解过程中发挥着关键作用，CD147-MMPs也是抑制其他多种疾病发展的关键靶点。胡椒碱（Piperine）以氢键接受体、疏水中心和芳环中心等单元，在机体内以胡椒醇、醛和酸等形式代谢，同时也是一种生物活性增强剂，发挥抗炎及免疫调节功能。本研究主要着眼于，胡椒碱通过调控CD147-MMPs信号通路抑制细胞外基质的降解来保护牙周组织。研究内容：研究胡椒碱对CD147表达的调控作用及对不同MMPs的作用及其机制探索；胡椒碱对炎细胞趋化性，破骨细胞增殖融合、分化和骨组织改建的作用，以及胡椒碱对炎细胞和破骨细胞表达CD147的影响；动物实验体内研究胡椒碱对牙周炎的相关保护作用及机制。研究结果证实，Piperine对牙周炎的影响及其调控机制主要是通过对牙周炎过程中的CD147的调控，对胶原纤维降解的调控来实现的，且这种作用通过下调IL-1b, MMP-2，-8，-9，-13实现的。同时证实了CD147在牙周炎症中的作用，CD147可调控BSP,OCN,OPN,ALP的表达，调控胶原纤维的面积及生长方向，影响骨小梁的空隙大小及骨小梁的厚度。Piperine对骨吸收及破骨细胞具有抑制作用，降低破骨细胞数量、分布、增值及分化。Piperine同时能够抑制中性粒细胞及其他免疫细胞，通过调控IL-22及IL-25，增强上皮细胞数量及上皮层的厚度，调节ERK及P38MAPK通过抑制牙周组织降解。本课题的科学意义在于，发现生物提纯物胡椒碱对牙周炎的作用及对调控靶点及机制进行了研究。胡椒碱安全剂量范围大，提取自常用食物，抗牙周炎、抗骨吸收作用确切，具有较大应用前景。