RhoA/JNK信号通路调控牙乳头分化的机制研究

The molecular mechanisms of tooth development was still a topic and difficult to research in the study of tooth developmental biology. Dental papilla play an important role in tooth development, and is an important factor in determining tooth shape, when odontoblast formation is the first step of the dentin formation. Wnt5a could activate RhoA/JNK to regulate cell migration and polarity formation of dental papilla cells, we speculated that the ability of RhoA/JNK pathway to regulate the dental papilla cells adhesion, migration, polarity formation and odontoblast formation, data about them at home and abroad has not been reported. In order to confirmed the speculation,we constituted a overexpression lentivirus containing RhoA T19N, RhoA Q63L, RhoA WT, Rac1 T17N and order JNK knockout transmice, and detected the machanism from dental papilla cells to odontoblasts by RhoA/JNK signaling and Rac1 signaling. Our study was contribute to the tooth developmental biology theory or dental pulp repair theory and help to the foundation of tooth tissue engineering.

牙发育的分子机制一直是牙发育生物学的研究热点和难点。牙乳头在牙发育中起重要作用，是决定牙形状的重要因素，牙乳头细胞向基底膜迁移并形成极性是分化为成牙本质细胞的必要过程。RhoA/JNK通路参与调控牙乳头细胞的粘附迁移能力和极性形成，并对成牙本质细胞的形成及牙本质形成起着重要的作用，且Rac1参与此通路的调控，有关此方面的研究目前国内外尚未见报道。为证实推测，我们通过慢病毒转染技术和显微分离技术将构建的RhoA突变体，Rac1突变体慢病毒转入牙乳头组织，结合JNK基因敲除小鼠的动物模型，充分研究了RhoA/JNK信号通路在牙乳头发育过程中的作用与机制及Rac1调控此通路的机制，为牙发育生物学理论添砖加瓦，为牙组织工程及牙髓修复理论奠定基础。

牙发育的分子机制一直是牙发育生物学的研究热点和难点。牙乳头在牙发育中起重要作用，是决定牙形状的重要因素，牙乳头细胞向基底膜迁移并形成极性是分化为成牙本质细胞的必要过程。RhoA/JNK通路参与调控牙乳头细胞的粘附迁移能力和极性形成，并对成牙本质细胞的形成及牙本质形成起着重要的作用，有关此方面的研究目前国内外尚未见报道。本课题的主要目的是揭示JNK信号在牙乳头发育过程中的作用和调控机制。.将获得的牙乳头细胞于胶原中进行三维培养，与牙上皮细胞一起构建三维培养模型，结果发现牙乳头细胞可以诱导牙上皮细胞分化，且能获得基底膜的有效成分分泌。提示体外培养的牙乳头细胞，有进一步诱导牙上皮形成的能力。该模型经过优化培养条件，或许能为牙胚发育的体外细胞培养模型提供参考。.实验发现Wnt5a重组蛋白和Wnt5a条件培养基对人牙髓细胞的生物学作用基本一致，且Wnt6条件培养基和Wnt3a重组蛋白均可应用于人牙髓细胞的进一步研究。该部分结果提示，研究Wnt信号通路时，Wnt重组蛋白和Wnt条件培养基的作用基本一致，两种过表达的方式均可应用于实验研究。.本课题首次检测了JNK信号通路在牙乳头发育过程中的表达，发现P-JNK主要表达于分化中和分化后的成牙本质细胞中。同时，JNK信号通路对牙乳头细胞的生物学行为有明显影响，抑制JNK信号通路后，牙乳头细胞的迁移、分化功能受到抑制。结果还提示JNK信号通路在牙乳头发育过程中可能参与了调节细胞外基质分泌及降解过程，从而影响牙乳头细胞的功能，提出了新的研究方向。.除此之外，本课题还首次发现Timp2基因表达与JNK信号通路有交互作用，且发现Timp2敲除后小鼠的P-JNK信号减弱明显，MMP2、MMP9表达减弱明显，提示Timp2可能是JNK信号通路的下游调控因子，且JNK信号通路的激活或许对于牙乳头细胞分化和基质形成与矿化更有关系。