Bmi1在调控牙槽骨骨质疏松中的作用及机制研究

Our previous study found that Bmi1 deficient (Bmi1-/-) mice displayed alveolar osteoporosis. To explore whether Bmi1 modulate alveolar osteoporosis by inhibiting expression of p16, promoting cell cycle, accelerating cell proliferation and stimulating osteoblastic bone formation, we will delete p16 gene in Bmi1-/- mice and their phenotypes will be compared in alveolar bone with those of p16 deficient(p16-/-), Bmi1-/- and wild-type mice. To investigate whether senolytics will be a supplement of deletion p16 in treatment Bmi1 deficient alveolar osteoporosis by clearing senescent cells,suppressing SASP and reducing osteoclastic bone resorption,Bmi1-/- and the Bmi1-/-p16-/- mice will be fed on a normal diet with or without supplied with senolytics for 2 weeks after weaning, and phenotypes of the mandibles will be compared each other and their wild-type littermates at the age of 6 weeks old. This study will be helpful to elucidate the mechanism of Bmi1 in regulating alveolar osteoporosis caused by senescence and will provide theoretical and experimental basis for the applications of senolytics in clinical study on delaying alveolar senescence and treatment of osteoporosis.

我们前期研究发现Bmi1缺乏可导致小鼠牙槽骨骨质疏松表型，为了明确Bmi1是否能够通过抑制p16，推进细胞周期进程，促进细胞增殖，提高成骨细胞骨形成能力，从而改善牙槽骨骨质疏松表型，我们构建了Bmi1-/-/p16-/-双基因突变小鼠，将其与同窝相应单基因突变小鼠的表型进行比较分析。为了明确senolytics能否作为敲除p16的补充药物，通过清除Bmi1缺失牙槽骨衰老细胞，减少衰老相关分泌表型产生，降低破骨细胞骨吸收的发生，从而发挥抗衰老和促进牙槽骨再生的作用，我们给予断奶后3周龄小鼠senolytics处理，比较分析正常饮食和senolytics饮食WT、Bmi1-/-、Bmi1-/-/p16-/-小鼠表型差异。本研究有望阐明Bmi1在牙槽骨衰老导致骨质疏松中的可能机制，并为senolytics用于牙槽骨抗衰老和治疗骨质疏松提供了理论和实验依据。

牙槽骨骨丢失是引起牙槽骨功能异常的重要原因，易出现种植体骨结合不良、牙齿的脱落、牙槽骨骨折等状况。为了明确p16基因敲除是否能够改善Bmi1缺失引起的牙齿生长障碍和下颌骨骨质疏松，我们构建了Bmi1和p16双基因缺失(Bmi1-/-p16-/-)小鼠。通过影像学、组织化学染色、免疫组织化学染色和分子生物学的方法比较分析，结果显示：p16基因敲除能够增加Bmi1-/-小鼠下颌骨体积、牙齿和下颌骨密度，促进前期牙本质成熟和牙本质形成，增加Bmi1-/-小鼠成骨细胞骨形成，改善Bmi1缺失导致牙齿与颌骨中细胞周期相关因子表达异常。这些结果证明Bmi1能够通过抑制p16，推动细胞周期进程，从而发挥促进牙齿生长和改善牙槽骨骨质疏松的作用。. 为了明确羊膜间充质干细胞(AMSCs)治疗对Bmi1缺失所导致的牙槽骨骨质疏松的治疗效果，我们给予新生小鼠每周腹腔注射羊膜间充质干细胞。小鼠在5周龄时通过影像学、组织化学染色、免疫组织化学染色和分子生物学的观察分析。腹腔注射的羊膜间充质干细胞能够迁移到牙槽骨中并改善Bmi1缺失牙槽骨骨质松伴有衰老相关分子的高表达及氧化还原稳态的失衡。结果表明AMSCs治疗通过促进成骨细胞骨形成和抑制破骨细胞骨吸收改善Bmi1缺失引起的下颌骨骨质疏松。. 为了明确Bmi1和p27在体是否存在直接作用关系及在体功能的影响，我们通过影像学、组织化学染色、免疫组织化学染色和分子生物学的方法比较分析了4周龄WT、p27-/-、Bmi1-/-和Bmi1-/-p27-/-小鼠牙槽骨的表型差异。结果说明了Bmi1基因在p27缺失引起的牙槽骨骨量增多具有阻断作用，为明确Bmi1基因在防治骨质疏松中的关键靶点作用提供重要依据。. 为了明确p27对出生后海马齿状回细胞增殖和分化的影响，我们通过组织化学染色、免疫组织化学染色和分子生物学的方法比较分析了出生后WT和p27-/-小鼠海马齿状回细胞差异。结果说明p27能够抑制前体细胞增殖并限制齿状回细胞增殖速率并调控胶质细胞分化。.