组蛋白乙酰化修饰对牙髓细胞成骨/成牙本质分化的调控初探

Dental pulp stem cells can develop into odontoblast to form reparative dentin, which is closely relative to expression of dentin sialophosphoprotein (DSPP). Previous studies had focused on gene transcription and protein level, While there was few about modifications. The booming of epigenetics throws wholly new light on the mechanism studies. We'll apply some laboratory techniques (westernblot , RNA interference and immunoprecipitation) to compare the expression of DSPP and acetylated core histone H3 through bothway tests. The purpose is to make clear whether dental pulp cell differentiation into dentin involves epigenetic modifications. From the point of view of epigenetics for the first time, our studies discuss dental pulp cell differentiation. It is important for mechanism research of cell differentiation, also supplies a brand-new research platform and thinking to achieving translational medicine which is to build tissue engineered dental pulp.

牙髓干细胞能分化成为成牙本质细胞，从而形成修复性牙本质以达到自我修复的生理功能，这一过程与DSPP（牙本质涎磷蛋白）的表达密切相关，之前DSPP的研究也大多集中于转录与蛋白水平，转录后的修饰这一中间过程鲜有报道。表观遗传学的兴起，提供了一种研究机制的全新视角。本研究运用蛋白印迹、RNA干扰等研究手段，通过正反两个方向的验证，来比较牙髓细胞分化前后DSPP的表达及核心组蛋白H3的乙酰化水平的差异，从而初步探明牙髓细胞成牙本质分化中是否有表观遗传修饰的参与。本项目首次从表观遗传学的角度来探讨牙髓细胞的分化过程，对明确其分化机制有重要作用，为未来牙髓细胞分化的研究提供了新思路，这也为最终实现转化医学的目标，即构建组织工程化的牙髓组织奠定了一定的研究基础。

人牙髓干细胞（hDPSCs）在再生工程中显示出巨大的潜力，然而对于其向成牙本质细胞样细胞分化的分子机制并未阐明。ZBTB蛋白家族成员约有60个，主要执行转录抑制作用，参与细胞生长、分化、凋亡等生物学过程，是一类重要的功能蛋白。我们研究发现，ZBTB20在hDPSCs成骨诱导后表达明显上调。考虑到ZBTB16在骨骼发育及成骨分化过程中发挥着重要调控作用，以及ZBTB20与ZBTB16存在显著的同源性，我们推测ZBTB20可能也在干细胞成骨分化过程中发挥重要调控作用。通过gain-of-function和loss-of-function实验证实，ZBTB20过表达的确能促进成骨分化，而ZBTB20沉默能抑制成骨分化。进一步的研究阐明，ZBTB20能抑制IκBα表达，提高细胞核内p65的量，激活NF-κB途径进而促进DPSCs向成骨细胞分化。另外，我们对传代早期和传代晚期hDPSCs中的差异microRNA进行了分析。发现，晚期细胞中miR-152表达量显著上升，并且miR-152可以通过调节SIRT7的表达进而调控DPSCs的衰老。这些研究成果为未来牙髓细胞分化及衰老的研究提供了新思路，这也为最终实现转化医学的目标，即构建组织工程化的牙髓组织奠定了一定的研究基础。