核心结合因子在正畸应力诱导大鼠骨髓基质干细胞骨向分化中的作用及调控机理

成骨细胞是正畸治疗中骨改建与修复的基础细胞，而骨髓基质干细胞（BMSCs）是成骨细胞的种子细胞。核心接合因子a1(cbfa1)是BMSCs骨向分化的特异性转录因子。前期研究发现，应力刺激可促进局部骨髓间质干细胞（BMSCs）骨向分化。但目前对Cbfa1在此过程中的作用及其调控机制了解甚少。本研究旨在从细胞和分子水平观察不同大小、加载方式应力刺激对成骨诱导培养MSCs成骨标记蛋白（OC、ALP）及转录因子Cbfa1基因及蛋白的调控特点，探讨cbfa1在应力介导的骨髓基质干细胞骨向分化中的作用；利用RNA干扰技术沉默Cbfa1表达研究其在力学信号转导中的功能；应用基因芯片技术明确参与调控Cbfa1表达的力学信号传导途径。本研究将有助于阐明Cbfa1在应力介导的骨髓基质干细胞骨向分化及成骨功能中的作用及其调控机制，为将来通过调控该基因促进正畸局部骨改建、缩短矫治疗程提供理论基础和实验依据。

牙移动的牙槽骨改建机理一直是正畸界的研究热点。目前研究主要聚焦在应力作用下骨髓基质干细胞（BMSCs）的骨向分化领域。成骨细胞特异性转录因子Cbfa1作为BMSCs骨向分化的关键基因已经明确。然而Cbfa1在应力介导的BMSCs骨向分化过程中占何地位一直未完全阐明？本课题通过构建体外细胞加载模型①.证实骨髓基质干细胞在张应力刺激下可以促进骨向分化；②. 体外利用RNA干扰技术证实并通过体内动物实验共同验证了Cbfa1在BMSCs骨向分化的力学信号传导中起关键作用；③.通过激活或阻断MAPKs信号通路明确了应力通过ERK1/2通路激活Cbfa1调控骨向分化从而影响牙槽骨改建。从细胞力学、组织生物力学领域阐明了Cbfa1在应力介导的BMSCs骨向分化中的作用及其调控机制，揭示了机械力－Cbfa1－BMSCs成骨分化三者的关系。丰富了细胞生物力学实验研究方法，完善了正畸理论及相关骨生物力学理论。. Cbfa1作为转录因子,是多个基因调控的交汇点，其上游调控及其复杂。进一步针对以上这一情况，本课题借助蛋白和基因芯片技术筛选出参与力学刺激的多个关键和敏感蛋白：hedgehog、notch通路及上游因子FOXO家族、syk等，为后续研究筛选了很多有价值的“关键靶点”，结合文献和预实验基本明确其中FoxO1与Cbfa1有相关性，FoxO1可以直接调控 Cbfa1，FoxO1-Cbfa1轴及其相关上游信号通路可能在正畸应力调控BMSCs骨向分化中起关键作用，为进一步深入研究明确了方向，如果能够证实这一假设，有助于更为全面地揭示正畸牙移动过程中骨改建的分子机理和影响因素，并将为今后可能通过调控Cbfa1基因促进正畸局部骨改建开拓新的力学生物学思路，同时，也为其上游通路的研究奠定基础。. 课题已顺利完成考核目标:①.由本基金所资助的直接相关文章已发表10篇（其中SCI收录论文已发表3篇，EI收录论文2篇），已录用2篇，已投稿4篇(SCI收录)。②会议发言：国际会议邀请发言1次，国内会议分会发言2次，poster 1次。③已培养硕士研究生2名，目前1名硕士研究生正从事课题相关研究。