阻断TGF-β1/Smads/CTGF通路用于预防和治疗放射性颌骨坏死的机理研究

Radiation-induced fibrosis (RIF) have very important role in pathogenesis of osteo-radionecrosis of jaw(ORNJ). Recently research found fibrogenic cytokines, transforming growth factor-β1(TGF-β1) mediate activation of its downstream effector, connective tissue growth factor(CTGF) by Smads.The cellular mediators of jaw fibrosis and necrosis are mesenchymal cells(i.e. myofibroblasts, fibroblasts and osteoblast) which, when activated, serve as the primary collagen-producing cell and are responsible for excess deposition of extracellular matrix components. So this protocal is focus on the TGF-β1/Smads/CTGF signal pathway and its therapeutic perspective of osteoradionecrosis of jaw, as radiation-induced fibrosis is no longer considered as a simple cell-killing process, ineluctably leading to progressive damage to the structure and function of the small bowel, which probably results from the interaction of ?cytokines, growth factors and molecular pathways. The potential strategies for RIF to reversible maybe the useful therapy to ORNJ through the targeting or blocking this growth factors pathway, in using of TGF-β1 or Smads and CTGF inhibitions to reduce CTGF expression.

本研究聚焦颌骨放射性骨坏死最新机理研究提出的放射诱导纤维萎缩机制（RIF）及其核心TGF-β1/Smads/CTGF通路，即TGF-β1在放疗辐射作用下的过表达，通过和细胞表面的特异性受体TβR-I和II结合促进了Smad蛋白家族的磷酸化从而进行下游功能蛋白和因子的调控，促进骨髓间充质细胞向成纤维细胞分化最终导致组织的纤维化和骨坏死。通过对TGF-β1/Smads/CTGF通路中重要分子的作用和信号通路传导研究，并对TGF-β1调控关键基因进行筛选和shRNA功能学研究，设计TGF-β1抗体，TGF-β1受体阻断剂，Smads和CTGF小分子抑制剂阻断TGF-β1/Smads/CTGF通路的体外和体内干预治疗实验，希望从分子水平和基因水平对放射性颌骨坏死的机理进行深入研究和干预治疗研究，最终达到预防和治疗目的，弥补现有治疗手段的不足。

本课题聚焦于放射性颌骨坏死的最新发病机理-放射诱导纤维萎缩机制（Radiation induced fibrosis，RIF）及骨髓间充质干细胞向肌纤维母细胞分化过程中TGF-β1/Smads /CTGF通路的调控作用，希望从分子水平和基因水平对放射性颌骨坏死的机理进行深入研究和干预治疗研究。. 在细胞和分子生物学实验中，证实了外源性TGF-β1及CTGF能够诱导大鼠骨髓间充质干细胞向肌纤维母细胞方向分化，并验证了TGF-β1及其下游Smad2、3、4蛋白的关键调控作用。我们对骨髓间充干细胞及成骨细胞系进行电离辐照敏感性评价，建立了体外细胞辐照模型，认为10Gy以内的剂量对细胞的增殖分化功能无明显影响。电离辐照能够诱导一部分骨髓间充质干细胞及成骨细胞系向肌纤维母细胞分化，且Smad3可能在分化过程中起了重要作用。. 成功建立了TGF-β1过表达转基因小鼠，病理学研究发现TGF-β1的表达与放疗后骨组织中的肌纤维母细胞特征性蛋白α-SMA的表达呈正相关。临床放射性骨坏死病理标本研究发现TGF-β1、Smad2、Smad3均呈高表达，表明TGF-β1-Smads信号通路可能参与了放射性颌骨坏死的发生及发展，仍需开展进一步的功能学验证。