ADAMTS3在遗传性牙龈纤维瘤发病机制中的作用及其分子机制研究

ADAMTS3 is a very important member in ADAMTS protein family. The domain of ADAMTS3 is very similar as ADAMTS2, ADAMTS1 and ADAMTS8. It has been proved ADAMTS3 plays important roles in procollagen I processing, and ADAMTS1 and ADAMTS8 have angioinhibitory function. But there is no research about the relationship between ADAMTS3 and collagen I maturation or angioinhibitory. The aim of this study is to evaluate the ADAMTS3 ability of procollagen I processing and angioinhibitory, and find the role of ADAMTS3 in Hereditary gingival fibromatosis (HGF). For procollagen I processing research, two different 293T cell lines with different ADAMTS3 expression level will be constructed in our study. These two 293T cell lines will be separatly co-culture with Ehlers-Danlos syndrome type VIIC cells, which express defective ADAMTS2 and have low efficiency of procollagen I processing. The present study will observe whether high expression of ADAMTS3 causes high efficiency procollagen I processing in Ehlers-Danlos syndrome type VIIC cells. And the result will verify ADAMTS3 ability for procollagen I processing. Our research will also test the expression level of ADAMTS3 in HGF, which phenotype seems collagen I over deposition. For angioinhibitory research, umbilical vein epithelium cells separately expresses high level of ADAMTS3 and low level of ADAMTS3 will be compared in tubule formation assay. The relationship between ADAMTS3 and tubule formation effect will be discussed as the result. The animal models will also used to verify the result of experiment in vitro. Our research may find some new function about ADAMTS3 and offer new theory for the pathomechanism of HGF.

研究发现ADAMTS2具有加工I型胶原的能力，ADAMTS1与ADAMTS8具有抗血管生成活性。而ADAMTS3作为与上述蛋白结构高度同源的蛋白分子，尚未有研究证实其是否具有上述蛋白相同的功能。本研究旨在探索ADAMTS3是否具有上述功能，以及此蛋白在遗传性牙龈纤维瘤发病中的作用。研究拟通过观察细胞培养环境中ADAMTS3含量高低能否引起细胞加工I型胶原的效率差异，证明ADAMTS3蛋白是否具备加工I型胶原的能力。同时研究遗传性牙龈纤维瘤病变中I型胶原过多沉积是否由于ADAMTS3表达升高。此外，通过对比人脐静脉上皮细胞中ADAMTS3表达高低是否引起细胞形成管腔结构的效率差异，证明ADAMTS3是否具有抗血管生成活性。项目亦通过动物模型验证ADAMTS3是否在I型胶原沉积组织中高表达以及是否具有抗血管形成活性。研究结果将利于发现ADAMTS3蛋白的新功能并完善遗传性牙龈纤维瘤发病机制。

项目背景：遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）是一种罕见的牙周组织疾病。本病病理改变以I型胶原沉积为主，但目前尚未有研究涉及I型胶原加工蛋白是否在本病病变组织中存在表达变化。ADAMTS3蛋白是ADAMTS蛋白家族中的一员，其主要蛋白分子结构功能域与同家族中负责加工I型胶原和抗血管生成的蛋白相同，但未有研究证实此蛋白是否拥有加工I型胶原或抗血管生成的活性。因此，本研究旨在证明ADAMTS3具有加工Ⅰ型胶原或抗血管形成的作用。同时检测此蛋白在HGF成纤维细胞与正常对照细胞相比，是否存在分泌表达差异。.主要研究内容：本项目通过实验检测ADAMTS3含量在HGF疾病组织细胞与正常细胞中是否存在蛋白表达差异。检测当ADAMTS3蛋白表达量升高时，细胞I型胶原含量是否随之增高。另外通过体外血管形成实验观察ADAMTS3是否具有抗血管形成活性。由于实验结果与预期有所差异，课题组将研究目标扩展为与ADAMTS3蛋白同源家族的蛋白成员ADAMTS12，另行观察ADAMTS12在肿瘤发病迁移中的影响作用。此外，课题组还进行一些其他研究工作。比如研究了口腔遗传疾病着色性干皮病的发病机制、丹参酮治疗口腔黏膜下纤维性变的分子机制、骨缺损再生的一些促进因素等。.重要结果：本项目证实ADAMTS3虽然在HGF组织细胞中表达量高于正常对照组织细胞，但并不具备加工I型胶原的能力，此蛋白与血管形成效率有关，但未像预期中的证实ADAMTS3与抗血管活性有关，而是与血管形成呈正相关。与ADAMTS3同源的家族成员ADAMTS12在口腔肿瘤组织中表达增高，此蛋白表达量与肿瘤细胞迁移呈正相关。本项目扩展研究发现，miR-20b可以显著抑制两种DNA聚合酶的表达，继而导致着色性干皮病肿瘤高发。课题组还发现丹参酮药物治疗可以抑制槟榔碱介导的口腔黏膜纤维化病变。另外通过实验发现间充质干细胞膜片和自体血小板富集纤维因子可以促进骨再生。.科学意义：证实ADAMTS3蛋白具有促进血管形成作用。证实ADAMTS12具有促进肿瘤细胞迁移的作用。研究丰富了对ADAMTS蛋白家族的功能认识。此外本项目也为研究遗传性着色性干皮病发病机理、口腔黏膜纤维化病变治疗等作出贡献。