牙移动疼痛中CGRP介导的三叉神经节神经元和卫星胶质细胞间相互作用的机制研究

Dentofacial anomaly is one of the most frequent oral diseases in dental practice, thus orthodontic treatment is of essential significance in health improvement. However, pain and discomforts, accompanying most orthodontic procedures, compromise the efficiency of orthodontic treatment. Effective management of orthodontic pain is of prime importance for optimized orthodontic treatment. Therefore, it is essential to explore the molecular mechanisms underlying the regulations of orthodontic pain. It has been revealed that the interactions between trigeminal neurons and satellite glial cells are implicated in pain modulations, but the exact mechanisms are largely unknown. Calcitonin gene-related peptide (CGRP), a neuropeptide closely related to orofacial inflammatory pain, is likely to mediate the interactions between trigeminal neurons and satellite glial cells through regulating methylation-related miRNAs and nitric oxide (NO) via ERK2 and p38 signal pathways respectively. Through epigenetic detection, virus vector construction, RNA interference, in vivo targeted transfection, etc., this project aims to investigate the mechanisms of CGRP-mediated interactions between trigeminal neurons and satellite glial cells in pain regulations, and to elucidate the regulatory mechanisms of orthodontic pain at the levels of tissues, cells and molecules. This project promises to unravel novel targets for orthodontic pain control and to provide evidence for the development of effective anti-nociceptive drugs.

牙颌畸形是三大口腔疾病之一，正畸治疗对提高人口健康水平具有十分重要的意义。然而，矫治力引起的牙移动疼痛严重影响了正畸治疗的进行。如何有效控制疼痛，已成为优化正畸治疗的关键，因此，有必要深入探索牙移动疼痛调控的分子机制。已有研究表明，三叉神经节神经元与卫星胶质细胞间相互作用参与了疼痛的调节，但其机制尚未明确。而降钙素基因相关肽(CGRP)作为一种与颌面部炎性疼痛密切相关的神经多肽，可能通过ERK2、p38通路调节甲基化相关miRNAs、NO来介导三叉神经节神经元和卫星胶质细胞的相互作用。本项目拟采用表观遗传学检测、病毒载体构建、RNA沉默技术及体内靶向转染等实验方法，研究CGRP介导的三叉神经节神经元和卫星胶质细胞间相互作用，最终从组织、细胞和分子层面阐明牙移动疼痛的调控机制。通过本研究，以期发现正畸疼痛调控的新靶点，为今后研发适用于正畸患者的镇痛药物提供有益的科学依据。

牙颌畸形是三大口腔疾病之一，针对错颌畸形的正畸治疗对提高人口健康水平具有十分重要的意义。CGRP是一类重要的神经多肽，在牙移动疼痛过程中扮演重要角色。本项目通过病毒载体构建、RNA沉默技术、细胞实验和动物体内实验等方法完成以下实验内容：①明确卫星胶质细胞表达NO的胞内信号转导机制；②明确神经元CGRP上调的胞内机制；③阐明CGRP介导的三叉神经节神经元与胶质细胞间正反馈调控路径；④体内验证CGRP对大鼠牙移动疼痛的调控作用。上述研究内容可阐明CGRP调控大鼠牙移动疼痛的机制结果：.1..大鼠牙移动疼痛过程中，三叉神经节神经元CGRP表达上调，神经元上调的CGRP随之作用于卫星胶质细胞上CGRP受体，进而激活p38信号通路，并引起卫星胶质细胞NO的表达上调。.2..卫星胶质细胞表达上调的NO弥散至神经元，引起神经元细胞膜上的钙离子通道激活，进一步上调神经元CGRP的表达。.3..大鼠牙移动疼痛过程中，三叉神经节CGRP扮演重要角色，三叉神经节注射CGRP受体激动剂和拮抗剂可分别加剧和缓解大鼠牙移动疼痛，三叉神经节靶向转染包含CGRP的shRNA序列的慢病毒载体可显著缓解大鼠牙移动疼痛。.4..三叉神经节上调的CGRP正向运输至牙周膜，加剧牙周膜局部的炎性反应，从而加剧大鼠牙移动疼痛。.5..大鼠牙移动疼痛过程中，牙周膜CGRP在调控大鼠牙移动疼痛中扮演重要角色，牙周膜注射CGRP受体拮抗剂可显著缓解大鼠牙移动疼痛。. 通过上述的研究结果，我们可以得出以下研究结论：在大鼠牙移动过程中，三叉神经末梢感知牙移动疼痛信号后，传递至三叉神经节神经元，引起神经元CGRP表达上调，表达上调的CGRP作用于卫星胶质细胞，激活p38信号通路，引起卫星胶质细胞NO表达上调，NO反过来作用于神经元，引起神经元上钙离子通道的表达上调和激活，进一步上调神经元CGRP的表达水平，形成了神经元-卫星胶质细胞CGRP正反馈调控机制。三叉神经节CGRP正向运输至牙周膜局部，加剧局部的炎性反应和扩大牙移动疼痛信号。. 课题组已顺利完成目标：在本项目的资助下，课题组已发表15篇SCI学术论文，已培养5名博士研究生和3名硕士研究生。