Wnt信号通路介导AGEs调控牙周膜干细胞成骨能力的分子机制及其在2型糖尿病伴牙周炎牙周组织缺损治疗作用研究

Advanced glycation end products plays an important role in the forming and development of periodontitis with type 2 diabets mellitus.The AGEs may result in the abnormity of proliferation and osteogenic differentiation through affecting Wnt signaling pathway of PDLSCs .Up to now , it is not clear that the mechanisms of the AGEs affects Wnt signaling pathway . Our previous research results showed that the AGEs inhibited the proliferation of PDLSCs and decreased its osteogenic factors expression.At the same time, the osteogenic differentiation capacity of PDLSCs in patients with type 2 diabetes mellitus was significant lower than those in experimental groups.The aim is to observe the differences of proliferation and differentiation in PDLSCs between periodontitis and periodontitis with type2 diabets mellitus, So as to determine the effects and mechanisms of AGEs and TNF-αto imitate the micro enviroment of diabetes mellitus and periodontitis on Wnt signaling pathway of PDLSCs , determine the effect of AGEs on proliferation and differentiation through combining AGEs with RAGES ，imitating enviroment of periodontitis by TNF-αand intevening Wnt signaling pathway,determine the effect of AGEs on Wnt signaling pathway by injecting rhSRAGE and rh DDK1 into periodontial defects of experimental animals again. We hope to provide the experimental basis for illustrating the developmental machnism of periodontitis with types2 diabets mellitus and the therapeutic applicaton of intervening stem cell.

AGEs在2型糖尿病并发症发生发展中起重要作用，可能通过影响牙周膜干细胞Wnt信号通路导致其增殖、成骨分化的异常。但AGEs对Wnt信号通路的作用及可能的分子作用机制仍不清楚。前期实验表明，AGEs可能抑制PDLSCs的增殖、骨向分化能力，并抑制Wnt信号通路；糖尿病伴牙周炎患者PDLSCs成骨分化能力三组中最低。本项目（1）拟观测2型糖尿病伴牙周炎患者PDLSCs增殖、分化性能改变，明确AGEs和TNF-α联合作用对PDLSCs的Wnt信号通路的作用及其可能的分子作用机制；（2）通过对AGEs与RAGE结合和Wnt信号通路干预，以明确AGEs对PDLSCs增殖和成骨分化的干预作用方式及相关分子机制；（3）对2型糖尿病牙周炎大鼠牙周缺损部位局部注射用药，观察缺损状况变化，进一步在体内明确AGEs对Wnt信号通路作用。为阐明2型糖尿病伴牙周炎可能的的发病机制和应用药物进行干细胞干预治疗奠定理

AGEs在2型糖尿病并发症发生、发展中起重要作用，可能通过影响牙周膜干细胞Wnt信号通路导致其增殖、成骨分化的异常。但AGEs对Wnt信号通路的作用及可能的分子作用机制目前仍不清楚。研究内容：观测了单纯牙周炎和2型糖尿病伴牙周炎患者PDLSCs增殖、分化性能的改变，明确AGEs对PDLSCs的Wnt信号通路的作用及其可能的分子作用机制；通过对AGEs与RAGE结合和Wnt信号通路干预，以明确AGEs对PDLSCs增殖和成骨分化的干预作用方式及相关分子机制；动物实验进一步体内明确AGEs对Wnt信号通路作用。重要结果：体外成功分离、培养糖尿病伴牙周炎患者来源的PDLSCs，其增殖克隆能力，细胞干性，成骨分化能力都较低，但成脂分化能力没有明显改变。利用AGEs/TNF-α体外成功模拟糖尿病伴牙周炎微环境，PDLSCs增殖、成骨分化能力随AGEs浓度增大而降低，并且AGEs能够加重TNF-α对PDLSCs的影响。TNF-α刺激PDLSCs其RAGE表达增高，但是在AGEs培养环境中无变化。DKK1能够减轻糖尿病伴牙周炎微环境及AGEs刺激PDLSCs成骨分化能力的影响，且能够降低AGEs刺激组RAGE的表达。β-catenin siRNA对活性β-catenin的抑制能够提高D-PDLSCs和AGEs刺激组成骨相关基因表达，且能够降低AGEs刺激组RAGE的表达，表明WNT通路的激活与糖尿病伴牙周炎和体外模拟糖尿病微环境状态下PDLSCs成骨能力呈负相关。通过对每组细胞NF-κB通路相关指标及利用PTDC调节检测，发现糖尿病状态下PDLSCs成骨能力与RAGE表达与NF-κB通路无直接关联。结果表明，Wnt 信号通路在以糖尿病环境作用下干细胞骨向分化过程中发挥主导作用，WNT通路的抑制能够使PDLSCs干细胞骨向分化能力增强。体内验证结果进一步表明2型糖尿病伴牙周炎来源的PDLSCs骨向分化能力明显不足，而Wnt经典通路抑制剂DKK-1能促进2型糖尿病伴牙周炎来源的PDLSCs成骨能力。本研究不仅加深认识微环境对干细胞的调控作用,而且提示可以通过调控 Wnt 信号通路改变糖尿病炎症微环境作用下干细胞的骨向分化能力, DKK1或一些小分子化合物可能作为治疗糖尿病伴牙周炎患者的潜在药物，为寻求糖尿病伴牙周炎治疗的新策略提供理论和实验依据。