α7 nAChR-ERK1/2信号通路在吸烟相关性牙周炎发生发展中作用及机制研究

吸烟与牙周炎密切相关，具体机制尚不明了。申请人在已结题的国科金研究中首次发现，大鼠牙周组织和人牙周膜成纤维细胞中存在α7型尼古丁乙酰胆碱受体（α7 nAChR）。为进一步探讨该受体活化后的作用机制及其在吸烟与牙周炎发生发展中的作用。本课题拟以α7 nAChR下游ERK1/2信号通路为切入点，以人牙周膜成纤维细胞和实验性牙周炎大鼠为模型,采用RNA干扰、Western blot和RT-PCR等研究手段，观察在牙周组织中是否存在起始于α7 nAChR激活、以ERK1/2为核心的分子级联信号通路，探讨该通路在牙周膜成纤维细胞增殖、凋亡及炎性因子分泌等过程中的作用。旨在阐明α7 nAChR下游ERK1/2信号通路在吸烟与牙周炎发生发展中所扮演的角色及其作用机制，寻找特异性阻断尼古丁对牙周组织破坏作用的靶点，为开发防治吸烟相关性牙周炎的药物提供新思路。

牙周炎引起牙周组织破坏、牙周袋形成、进行性牙周附着丧失和牙槽骨吸收，最终导致牙齿松动脱落或被拔出；是成人牙齿丧失的首要原因。吸烟者牙周炎的患病率高、病情重、治疗效果和预后差，其具体机制却不清楚。研究证实，尼古丁作为烟草中的主要毒性物质，在吸烟对牙周组织的破坏过程中发挥重要作用。然而，尼古丁究竟通过何种途径对牙周组织产生破坏作用，目前尚不明确。.本人在已结题的国家自然科学基金（30572045）研究中首次发现，大鼠牙周组织中存在尼古丁的靶受体—α7亚型烟碱型乙酰胆碱受体(α7 nAChR) mRNA和蛋白表达，尼古丁可明显上调该受体的表达，且α7 nAChR表达与大鼠牙周组织破坏、牙槽骨吸收程度及炎性因子表达密切相关。然而，尼古丁激活α7 nAChR后如何对牙周组织产生破坏作用？其分子机制是什么？目前尚未见相关报道。.本课题以前期研究为基础，利用尼古丁作用于人牙周膜细胞和实验性牙周炎大鼠，发现尼古丁作用下，人牙周膜细胞中存在α7 nAChR的表达，首次证实α7 nAChR在体外培养人牙周膜细胞中的功能性表达；尼古丁可通过作用于α7 nAChR，抑制牙周膜细胞增殖和贴附，而促进其迁移，影响牙周膜细胞的生物学功能；α7 nAChR上调的同时，人牙周膜细胞和大鼠牙周组织IL-1β、IL-6、TNF-α表达亦明显增强，进而加重吸烟相关性牙周炎牙周组织炎症反应过程；尼古丁作用下，人牙周膜细胞RANKL明显增强，OPG表达减弱，RANKL/OPG明显上升，进而加快吸烟相关性牙周炎牙槽骨吸收过程；体内实验发现，尼古丁可通过α7 nAChR受体使实验性牙周炎大鼠牙槽骨骨小梁间隙升高，而牙槽骨骨小梁厚度、骨体积分数和骨小梁数目降低，呈现出牙槽骨显微结构的急剧丧失；尼古丁通过结合人牙周膜细胞上α7 nAChR，激活ERK1/2、JNK及PI3K信号通路，显著上调下游细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表达，进而加重吸烟相关性牙周炎牙周组织炎症反应过程。提示尼古丁可通过作用于α7 nAChR来影响人牙周膜细胞增殖、贴附、迁移、炎性因子的表达、牙槽骨骨代谢进程及ERK1/2信号通路及下游细胞因子的表达，参与吸烟相关性牙周炎的发生和发展。