牙周炎症微环境下内皮素-1对牙周膜干细胞成骨分化能力的影响及调控机制研究

Periodontitis caused injury of alveolar bone, bone regeneration is the key to the treatment of periodontal disease.Human periodontal ligament tissue-derived mesenchymal stem cells (PDLSCs) play an important role of bone regeneration. Stem cells in bone regeneration is influenced by many factors, including endothelin -1 (ET-1) plays an important role in the absorption of alveolar bone in patients with periodontitis. Our previous study found that ET-1 could induce the proliferation but reduce the bone differentiation of periodontal ligament cells. ET-1 stimulates proinflammatory cytokine expression in human periodontal ligament cells via mitogen-activated protein kinases pathway. We speculate that ET-1 affects osteogenic differentiation of PDLSCs in periodontal inflammation microenvironment, but the influence mechanism is not clear.Our aim is to find the mechanism of ET-1 on osteogenic differentiation of PDLSCs and to restore the osteogenic differentiation of PDLSCs through the regulation of ET-1 signaling pathway in inflammatory microenvironment ,providing a new way for the effective treatment of periodontitis patients with alveolar bone resorption in the oral medical problem.

牙周炎造成牙槽骨损伤，骨再生是牙周病治疗的关键。牙周膜干细胞（PDLSCs）是骨再生的重要细胞。干细胞参与骨再生受多种因子调控影响，其中内皮素-1（ET-1）作为多功能因子在牙周炎患者牙槽骨吸收中发挥着重要作用。我们前期研究发现ET-1可以促进牙周膜细胞的增殖，抑制其骨分化能力；ET-1还可激活MAPK信号通路,影响PDLSCs炎性因子表达。我们推测在牙周炎症微环境下ET-1影响着PDLSCs成骨分化能力，但其影响机制尚不清楚。本项目拟在前期研究的基础上研究牙周炎症微环境下ET-1对PDLSCs成骨分化的影响机制， 阐明ET-1在炎症微环境下对PDLSCs成骨分化能力的影响及ET-1相关信号通路在炎症微环境下干细胞骨向分化过程中的调控机制，并寻求通过调控ET-1相关信号通路恢复炎症微环境下PDLSCs成骨分化能力的方法，为有效治疗牙周炎患者牙槽骨吸收这一口腔医学难题提供新途径。

牙周炎造成牙槽骨损伤，骨再生是牙周病治疗的关键。牙周膜干细胞（PDLSCs）是骨再生的重要细胞。干细胞参与骨再生受多种因子调控影响，其中内皮素-1（ET-1）作为多功能因子在牙周炎患者牙槽骨吸收中发挥着重要作用。本项目研究了ET-1对PDLSCs成骨分化能力的影响，并从ET-1与内皮素受体通路、MAPK信号通路，经典Wnt/β-catenin信号通路分子水平研究了ET-1对PDLSCs骨向分化能力的调控机理,并筛选出在PDLSCs骨向分化过程中发挥主要作用的关键蛋白分子，通过调控关键分子改变PDLSCs成骨分化能力。结果显示内皮素-1可以诱导牙周膜干细胞炎性因子的分泌。内皮素-1可以促进牙周膜干细胞成骨分化能力。ET受体通路参与了ET-1诱导的牙周膜干细胞成骨分化过程，其中ETRA是内皮素受体通路调控PDLSCs成骨分化能力的关键分子。MAPKs信号通路部分参与了ET-1诱导的牙周膜干细胞成骨分化过程，其中p-JNK是MAPKs信号通路调控PDLSCs成骨分化能力的关键分子。经典Wnt/β-catenin信号通路部分参与了ET-1诱导的牙周膜干细胞成骨分化过程，其中APC是经典Wnt/β-catenin信号通路调控PDLSCs成骨分化能力的关键分子。非经典Wnt/Ca2+信号通路没有参与ET-1诱导的牙周膜干细胞成骨分化过程。体内实验发现通过调控ET-1相关信号通路关键分子可以改变PDLSCs成骨分化能力。综上所述，本项目初步证实了ET-1对PDLSCs成骨分化能力的影响及ET-1相关信号通路在干细胞骨向分化过程中的调控机制，并通过调控这些关键因子改变PDLSCs成骨分化能力，为有效减缓牙周炎患者牙槽骨吸收，促进牙周组织再生提供新的思路和方法。