咀嚼力激活Rho/ROCK通路对牙髓干细胞修复机能的调控效应研究

咀嚼力是牙合系统建立后牙齿承受的最大最持久的外界刺激因素，其结果是牙髓干细胞的迁移、分化及修复性牙本质的形成，但生理及病理状态下咀嚼力激活的信号通路、启动和调控机制均未见报道。本课题组前期研究发现牙髓干细胞Rho/ROCK信号通路在不同条件下有不同的迁移表现和促进/抑制分化的生物学特性，相关学科研究发现生物力对Rho/ROCK有不同作用。据此申请者提出咀嚼力激活调控牙髓干细胞修复机制的新思路。本课题综合使用基因芯片、免疫荧光染色、IP-Western、RNA干扰等技术，研究①不同大小（生理和病理）不同类型（三维生物力）咀嚼力对牙髓干细胞迁移、分化的启动效应？②咀嚼力激活牙髓干细胞后， Rho/Rock通路的调控效应及其机制？③咀嚼力作用下迁移和分化的关键信号节点？对以上问题的研究将有助于阐明牙髓组织损伤修复的分子机制，对寻求可能的促进牙髓损伤修复的新途径具有重要的理论意义和应用价值。

牙颌系统建立咬合关系后，咀嚼力可通过牙体硬组织传导到牙髓组织中，进而激发牙髓细胞产生不同的修复反应。目前对咀嚼力激发牙髓组织修复反应的生物学特点、信号通路启动和调控机制尚缺乏深入理解。本课题组综合采用细胞及分子生物学技术，从体外、体内两个角度对不同大小、不同类型咀嚼力诱导牙髓干细胞修复反应的作用及机制进行研究，结果发现对二维培养条件下的牙髓干细胞施加压应力或张应力，可促进牙髓干细胞增殖及分化；三维培养体系较二维培养体系能明显促进牙髓干细胞分化，且与张应力存在协同作用；采用人磷酸化激酶抗体芯片研究张应力激发牙髓修复性反应的调控通路发现，张应力可能通过下调p-PDGFRβ促进二维培养条件下牙髓干细胞的分化，可能通过作用于p-p38，p-CREB，p-HSP27，p-60，p-Akt1/2/3，β-Catenin，p-PDGFRβ调控三维培养条件下牙髓干细胞的修复反应。改变比格犬咀嚼力大小的体内实验显示，较大的咀嚼力可致牙根及根管系统形态发生改变，具体表现为牙根硬组织形成增多且根尖部粗大膨隆，根管呈柱状。由此可见，咀嚼力对牙髓干细胞分化起正向调控作用。本研究基于机体现象研究咀嚼力对牙髓细胞修复反应的调控作用，为完善牙髓组织损伤修复的分子机制提供新思路，对寻求有效的促进牙髓损伤修复的新途径具有重要的理论意义和应用价值。