硫化氢气体信号分子在正畸牙移动中的作用及机理研究

Hydrogen sulfide (H2S) is a key gaseous signaling molecule, which has anti-inflammatory and anti-antioxidant effects on tissue/cells. Our previous study concluded that mechanical force promotes the endogenous H2S synthesis in periodontal membrane cells, and it has osteogenesis effects in low concentration when strengthened by tension. In order to further explore the potential role of H2S in orthodontic tooth movement and relative mechanisms, so as to provide theoretical basis for proliferation of PDL cells and periodontal reconstruction, we proposed to establish orthodontic tooth movement model using H2S synthetase (CSE) gene knock-out mice to study how orthodontic force simulated by mechanical tension affect periodontal tissue/cells to produce endogenous H2S in vivo; we will make a thorough inquiry on the anti-inflammatory, anti-oxidant and osteogenesis effect that H2S probably has on periodontal tissue/cell,and the role of p38 and ERK1/2 signaling protein playing in the reconstruction process. It is expected to reveal the role and relative mechanism of H2S playing in periodontal cell / tissue mechanical signal transduction to provide a scientific theoretical basis for periodontal alterations for effective clinical orthodontic tooth movement.

硫化氢（H2S）是一种重要的新型气体信号分子，具有抗炎抗氧化生物功能。本课题组前期研究发现，机械力促进了人牙周膜细胞内源性H2S的合成，其在低浓度具有成骨效应,且在持续张力作用下加强。本课题为了进一步探索H2S在正畸牙移动中对牙周细胞增殖和牙周组织改建的潜在调控作用及相关机理，拟通过体外实验（H2S对牙周组织中成骨细胞的调控）及体内实验（利用H2S合成酶CSE基因敲除小鼠建立正畸牙移动模型）,研究模拟正畸力的机械张/拉力对牙周组织/细胞产生内源性H2S的作用；探究 H2S在牙周组织/细胞中可能存在的抗炎、抗氧化和成骨作用，及H2S是否通过p38和ERK1/2通路在牙周改建过程中起作用。希望通过本研究揭示H2S在牙周细胞/组织力学信号转导过程中的作用机理，为临床正畸牙齿有效移动及牙周改建提供相关理论依据。

硫化氢（H2S）作为一种新型气体信号分子，在骨改建中的作用越来越得到重视。本项目通过体内及体外实验系统研究了H2S在正畸牙移动过程中对骨改建的影响。体外试验：检测张力作用下，H2S对牙周膜细胞增殖凋亡、成骨相关因子以及p38和ERK1/2通路信号蛋白的表达影响。结果显示：在张力作用下，低浓度H2S使牙周膜细胞成骨因子表达升高，并且p38、ERK信号通路参与了H2S引起成骨因子升高这一过程。提示H2S对牙周膜细胞增殖、凋亡及成骨因子表达的影响具有浓度依赖性。体内实验：检测野生型小鼠正畸力作用下，牙周组织内源性H2S的产生变化及其合成酶的表达，通过体内注射H2S合成酶抑制剂PAG观察内源性H2S对正畸牙移动中骨改建的影响，并且采用CSE敲除小鼠进一步确认。结果显示：正畸加力后，牙周组织产生H2S；抑制H2S表达后正畸牙移动速度变慢，成骨因子表达降低，破骨细胞数量及相关因子降低；注射H2S供体后，成骨及破骨因子升高，正畸牙移动速度变快；在CSE敲除小鼠中，正畸牙移动速度变慢，炎症因子表达降低。说明H2S可以同时促进破骨以及成骨两个过程，加速小鼠正畸牙移动速率。本课题系统研究了H2S在调控正畸牙移动中牙周组织改建的作用，为临床正畸牙齿有效移动提供了科学依据，为进一步相关应用研究打下基础。