基于三叉神经节神经元VGCs机械敏感性的种植体骨感知研究

骨感知是种植体骨整合研究重要的创新前沿，其中三叉神经节神经元（TRGNs）及其电压门控性离子通道（VGCs）是骨感知信号产生和传递的关键位点。本项目在率先发现TRGNs上VGCs具有机械敏感性的前期工作基础上，以机械刺激信号与神经电信号的变化关系为中心，进一步开展以下研究：①比较不同条件和种类的机械刺激作用下，TRGNs上主要VGCs的电生理特性变化规律；②构建通道膜局部的有限元模型，分析VGCs机械敏感性的门控机制；③针对TRGNs内VGCs的主要调控系统，分析干预药物对VGCs机械敏感性的作用特点。本项目以离子通道的神经生物学研究为基础，整合分子生物学和生物力学的研究方法，实现"作用现象的对比观察－机制分析－调控及干预策略"的多层次研究，为骨感知的微观机制探索和有效干预提供新的思路和途径。

骨感知研究是骨结合理论发展的重要补充和进展前沿，包括“外周神经机制研究”和“中枢神经机制研究”两个主要方向。本项目以两个研究方向的结合点——其中三叉神经节神经元（TRGNs）及其电压门控性离子通道（VGCs）为研究目标，在前期发现TRGNs上VGCs具有机械敏感性的前期工作基础上，以机械刺激信号与神经电信号的变化关系为中心，开展系列实验。本项目执行中：①项目组采用多种方法，获得三叉神经节神经元（Trigeminal Ganglion Neurons，TRGNs），系统梳理并分离了TRGNs上主要的电压门控性离子通道，包括电压门控性钠离子通道（VGSCs）、电压门控性钙离子通道（VGCCs）以及电压门控性钾离子通道（VGPCs），采用膜片钳记录方法等实验手段，记录分析了这些通道的电生理特性；②通过构建TRGNs细胞膜内外的渗透压，形成膜张力改变条件下的机械刺激，并观察到刺激对于TRGNs上主要离子通道电生理的作用规律，及不同刺激条件下，通道门控机制改变的特点；③项目组还构建了去分化脂肪细胞（DFAT细胞）系，作为研究种植体骨感知重建过程中神经支持细胞的来源，并研究了不同培养条件下，TRGNs与DFAT细胞交互作用特点；④项目组选取绿原酸等药物，发现了干预药物对TRGNs离子通道激活和失活特性的作用规律。本项目以离子通道的神经生物学研究为基础，整合分子生物学和生物力学的研究方法，发现并报道了机械刺激作用下，TRGNs上VGCs电生理变化的特点，分析了作用机制，探讨了药物对这些作用的影响，实现了“作用现象的对比观察－机制分析－调控及干预策略”的多层次研究，为骨感知的微观机制探索和有效干预提供了新的思路和途径。通过本项目研究，已发表SCI论文4篇（其中第一或者通讯作者2篇），中文论文3篇；项目负责人受邀做国际学术会议特邀报告1次，分场报告1次，分场主席1次；指导硕士研究生5名，其中已经毕业研究生3名，在读2名。