PTP-oc抑制剂-熊果酸对正畸牙根吸收影响的机制研究

Root resorption and bone resorption mechanisms are similar, the odontoclasts shares similar characteristics with osteoclasts. The cementoblasts is important to cementum regeneration. Osteoclastic protein tyrosine phosphatase(PTP-oc) is specifically expressed in precursors of osteoclasts and mature osteoclasts; it is an activator of osteoclast differentiation. The human osteoclastic protein-tyrosine phosphatase catalytic domain(ΔPTP-oc) has been expressed and purified, polyclonal antibody of ΔPTP-oc has been prepared, and ΔPTP-oc inhibitor-Ursolic Acid(UA) havs been selected. UA can stimulate cementoblast differentiation and enhance mineralized nodules formation. In current research, we plan to investigate the effect and mechanism of UA on root resorption; its effect on osteoclast-like cells and cementoblasts will be examined; then rat will be employed to check the effect on root resorption. From the in vitro and in vivo experiments above, we will analyze the feasibility to make UA as the target for root resorption through inhibiting the activity of PTP-oc.

牙根吸收主要由与破骨细胞功能结构相似的破牙骨质细胞介导，而成牙骨质细胞则介导牙骨质的再生过程。破骨细胞蛋白质酪氨酸磷酸酶(PTP-oc)特异性表达于破骨前体细胞、破骨细胞，促进破骨细胞分化。前期我们纯化了PTP-oc催化结构域(ΔPTP-oc)，制备了兔多抗，筛选出了对ΔPTP-oc抑制效果显著的中药单体化合物-熊果酸(UA)。同时，证明了UA可促进成牙骨质细胞增殖。故本研究拟在前期工作基础上，采用分子细胞学方法探讨PTP-oc在破骨细胞分化中的调控机制，测定UA抑制破骨细胞分化及促进成牙骨质细胞增殖的相关通路，同时结合实验动物模型研究UA对大鼠牙根吸收的影响，进而从体外和体内两个层面分析应用UA抑制PTP-oc活性缓解牙根吸收且促进牙骨质再生的可行性。通过本课题的实施有助于为开发有效缓解牙根吸收的药物提供初期的实验基础，也将为临床用药提供相关实验数据。

正畸牙移动致牙根吸收是临床常见并发症之一。牙根吸收主要由与破骨细胞功能结构相似的破牙骨质细胞介导，而成牙骨质细胞则介导牙骨质再生过程，二者共同介导牙骨质重塑。因此，抑制牙骨质吸收促进牙骨质再生对于牙根吸收的预防和治疗具有重要意义。本课题组在破骨细胞蛋白质酪氨酸磷酸酶(PTP-oc)表达纯化和特异性抑制剂筛选的工作基础上，利于纯化的PTP-oc催化结构域(ΔPTP-oc)和PTP-oc特异性抑制剂-中药单体化合物-熊果酸(UA)，探寻了ΔPTP-oc与UA可能的相互作用位点，观察到UA抑制破骨细胞分化及促进成牙骨质细胞增殖的作用，测定了可能的相关通路，分析了PTP-oc在破骨细胞分化中的调控机制，同时结合实验动物模型研究UA对大鼠牙根吸收的相关影响。通过MTT、qPCR等实验方法检测UA对破骨样细胞和成牙骨质细胞增殖和分化能力的影响，结果表明：(1)UA在适宜浓度(＜5μmol)时对破骨样细胞增殖有抑制作用且呈时间依赖性，TRAP、NFATc1表达水平较对照组下降，说明UA可以抑制其表达从而抑制OC的分化；随着UA浓度的升高，c-Src PY527的表达水平随之升高，这也证明当UA作用于诱导的细胞时，可以抑制PTP-oc活性，使细胞内c-Src Tyr527磷酸化程度升高。(2) UA组(2.5μmol)细胞增殖率和细胞周期增殖指数升高，早期凋亡率降低，碱性磷酸酶活性和矿化结节量上调，对成牙骨质细胞的分化具有促进作用，可上调OPN基因和蛋白水平的表达，且具有浓度依赖性及时间依赖性。(3) 在动物实验中，大鼠牙周组织的形态学结果显示，随着给药浓度的升高，牙根吸收出现的时间延后，牙根吸收程度减弱。免疫组化染色显示，随着给药浓度升高，给药组牙周组织中c-Src Tyr527磷酸化表达呈升高趋势，骨吸收相关蛋白TNF-α表达呈下降趋势，矿化相关蛋白BMP-2表达升高。综上，适宜浓度的UA可以在一定程度上抑制破骨样细胞促进成牙骨质细胞增殖分化，并能促进相关矿化相关蛋白表达抑制吸收相关蛋白，缓解牙根吸收。本研究的实施为开发安全有效缓解牙根吸收的药物提供了新的思路，也为临床用药提供了初期的实验基础和相关实验数据。