SCOS3蛋白调控JAK2/STAT3信号在根尖周炎症性骨破坏中的作用

Janus kinase (JAK)–signal transducer and activator of transcription (STAT) pathway was produced by cytokines and identified as an important member in cell proliferation, differentiation and immune regulation. Emerging evidences suggest SCOS3 protein is a negative regulatory factor of JAK2/STAT3, based on our previous studies and existing research finding, we put forward such assumption, first, JAK2/STAT3 inflammatory pathway and SCOS3 protein may express in different periods during periapical lesions, while observing the change of bone destruction after local injection of JAK2/STAT3 inhibitor AG490; second, under the stimulation of MIF, huamn periodontal ligament fibroblasts can activate JAK2/STAT3 signal pathway, and establishment of pre-osteoclast and periodontal ligament cell co-culture model to investigate the mechanism of SCOS3 protein as a negative regulatory factors involved in periapical bone destruction. This study can preliminary lead to a new mechanistic insight into the JAK2/STAT3 mediated inflammatory bone destruction and might provide the theoretical basis on prevention and treatment to periapical diseases and other oral inflammatory diseases.

JAK/STAT是近年来发现的由细胞因子刺激产生的信号转导通路，参与细胞的增值，分化和免疫调节等多种生物学功能。有研究发现SCOS3蛋白是此信号通路重要的负向调控因子，基于我们课题组前期实验以及已有的研究发现基础上，本课题提出这样假设，一是在根尖周炎模型中，JAK2/STAT3炎性通路和SCOS3蛋白在根尖周病不同时期有表达，同时观察病变区局部注射JAK2/STAT3抑制剂AG490后炎症和骨破坏变化情况，二是研究人牙周膜成纤维细胞在前炎症因子MIF刺激下通过一系列膜信号转导最终可以激活JAK2/STAT3信号通路，并建立破骨前体细胞与牙周膜细胞细胞共培养模型，以探讨SCOS3蛋白作为负向调控因子参与根尖周骨破坏的机制。本研究可以初步阐明JAK2/STAT3信号通路介导的炎症性骨破坏机制并为根尖周病以及其他口腔炎性疾病的预防及治疗提供理论基础。

项目背景: JAK/STAT途径是一类重要的信号转导途径，在炎症导致的骨破坏方面也发挥重要作用。根尖周病是最常见的炎性溶骨性疾病之一，根尖周病骨破坏的机制一直是口腔医学的研究重点。鉴于对JAK2/STAT3通路已有的研究使我们推测JAK2/STAT3在根尖周炎症组织中有表达，可能参与了根尖周炎的病理发展过程和根尖周牙槽骨的破坏，目前国内外还没有相关报道。SOCS蛋白是细胞因子与细胞膜表面相应受体结合后，通过JAK/STAT信号传导通路诱导，而生成的SOCS负向调节JAK/STAT信号传导通路。SOCS3基因的沉默或过表达是否能有效调控JAK2/STAT3通路下游炎性因子的分泌，因此本项目可明确根尖周病骨破坏中SOCS3与JAK2/STAT3通路的关系。.研究内容: .1．建立根尖周病动物模型，X-ray、Micro CT及组织学方法检测根尖骨破坏面积，免疫组化检测根尖周病不同病变时期JAK2/STAT3、SCOS3、RANKL等表达水平以及破骨细胞的表达量。 .2．免疫组化、Western blot 检测患者根尖周病变组织中MIF、JAK2/STAT3、SCOS3、RANKL等的表达，同时Real time-PCR检测相关蛋白调控基因的表达。 .3．建立根尖周病动物模型后，X-ray、Micro CT及组织学方法观察检测病变区局部注射AG490抑制剂后炎症与骨破坏的改变情况以及JAK2/STAT3等的表达水平。 .4． RNA干扰抑制和基因转染过表达分别干预牙周膜成纤维细胞SCOS3的表达, MIF刺激人牙周膜成纤维细胞后，基因和蛋白水平检测JAK2/STAT3、SCOS3的表达。 .重要结果: .1. 在根尖周炎动物模型和患者的病灶组织中均检测到JAK2/STAT3及相关因子表达，同时在病变区也存在SCOS3蛋白的表达，并与JAK2/STAT3有一定关系。.2.用RNA干扰或基因转染技术干预牙周膜细胞上SCOS3表达后，可以有效调控JAK2/STAT3通路及其下游的炎性因子的分泌。.科学意义: 探讨SOCS3参与根尖周病骨破坏的机理及调控JAK2/STAT3通路下的炎性因子的分泌, 实验结果对完善根尖周病的发病机制，进而寻求一种新型有效的治疗手段提供实验依据。