炎症影响下TLR-2基因修饰对骨髓间充质干细胞的分化调控及其在牙周骨组织再生中的应用

Periodontal disease give cause for adults' tooth deprivation which harmful for human healthy. Periodontal inflammation becomes the obstruction for bone repairing. TLR2 belongs to TLR family which plays an important role in host defense. Natural immune response induced by TLR2 can directly kill invasive pathogenic microorganism. In inflammation environment, the increased VEGF expression of TLR2-modified BMSCs suggests that TLR2 play an important role in angiogenesis. In preliminary studies we found OCN and ALP expression significantly increase after TLR2 gene transfection and LPS stimulation, which implies TLR2 gene therapy might be promising method for repairing of periodontal bone defects in patients with periodontitis. In this study, we investigate BMSCs' biological response after Lv-TLR2 transduction and LPS/PGN stimulation, and illuminate the accommodative mechanism of relative osteogenic or angiogenic signaling pathway. Then we repair the canine premolar periodontal bone defects with constructs of Lv-TLR2/BMSCs/Silk, further to evaluate the effect of TLR2 gene therapy for the repair of periodontal bone defects in inflammation environment.

牙周病是引起成年人牙齿丧失的主要原因，危害人类健康。炎症环境成为牙周炎患者的牙周骨组织缺损修复的障碍。TLR2是TLR家族重要成员，在宿主防御反应中具有重要地位，其介导的天然免疫反应能够直接杀伤入侵病原微生物。目前已发现炎症因子刺激下TLR2基因修饰的干细胞VEGF表达上调，提示对新生血管形成具有重要作用。课题组前期研究发现TLR2基因修饰的BMSCs在LPS刺激下OCN和ALP的表达均上调，提示有望通过TLR2基因治疗来修复牙周炎环境下的牙周骨缺损。本课题研究TLR-2修饰后的BMSCs对炎症刺激因子的反应，并初步探讨TLR2基因修饰对骨再生相关成骨成血管信号通路的调控机制，最终用Lv-TLR2-BMSCs复合丝蛋白支架材料对模拟牙周炎造成的beagle犬前磨牙根分叉牙周缺损进行修复，探讨将抗炎因子TLR2应用于骨组织工程基因治疗修复牙周骨缺损的能力。

牙周疾病是常见的口腔疾病，是引起成年人牙齿丧失的主要原因之一，也是危害人类牙齿和全身健康的主要口腔疾病。现已公认，菌斑是牙周病的始动因子，是引起牙周病的主要致病因素。目前的治疗手段虽然从菌斑控制、促进牙周组织增生修复等方面有了一定的效果，但牙周炎患者的牙周骨组织缺损的修复仍是口腔临床医生面临的一大难题。我们假设如果能够通过某种基因治疗的方法有效提高组织工程复合物移植体内的后的炎症抵御能力，将会为牙周骨组织再生创造十分有利的条件。由于TLR2在宿主防御反应中的重要性和关键性, 相关作用的临床研究已成为人们关注的热点。TLR介导的固有免疫反应在新生血管形成中也起到重要调控作用。为此，在本研究中，我们利用慢病毒载体携带TLR2基因（Lv-TLR2）对骨髓间充质干细胞（BMSCs）进行转染，研究TLR2修饰后的骨髓间充质干细胞对炎症刺激因子的反应，并初步探讨TLR2基因修饰对骨再生相关成骨成血管信号通路的调控机制，最终评估用于骨组织工程基因治疗修复牙周骨缺损的能力。.按照计划安排，基本完成了预期目标。完成了TLR2基因修饰的骨髓间充质干细胞（BMSCs）在炎症刺激下的分化情况及其调控机制，并评价了其在牙周再生修复中的作用效果。还进一步开展了MiR-1246 在牙周病进展中的作用机制，为今后的研究方向奠定了基础。主要完成的研究内容如下：（1）成功构建TLR2的慢病毒转染体系并在体外实现对骨髓间充质干细胞的稳定转染；（2）探讨炎症刺激下TLR2基因修饰对于骨髓间充质干细胞成骨/成血管分化的调控机制；（3）研究TLR2基因修饰结合骨组织工程技术应用于体内修复模拟牙周炎环境下的牙周骨组织缺损的能力；（4） 研究了MiR-1246通过IGF2BP1和NF-κB 信号通路负调控牙周病进展的新机制，MiR-1246可以促进淋巴细胞凋亡和抑制牙周炎症。基于此，发表SCI论文一篇。上述研究的实现，对今后牙周炎环境下牙槽骨的再生修复提供了新思路。.