miRNAs调控炎性因子抑制成骨分化的机理与种植体周应用研究

在种植体植入后的生理和病理过程中，激活和释放的炎性细胞因子，如TNF-α等，会影响成骨细胞分化、增殖以及破骨细胞分化，从微观上调节骨形成和骨吸收的过程。炎性因子将导致成骨相关miRNAs的异常表达，进而对下游的成骨分化通路产生影响。课题首先从炎性因子TNF-α抑制成骨分化为切入点，以骨髓基质细胞为研究对象，通过实验确定TNF-α抑制rhBMP-2诱导成骨分化过程中的关键miRNAs，并明确特定miRNAs在炎性条件下对成骨分化信号传导通路的调控机理。其次，建立种植体周围骨缺损及种植体周围炎的实验动物模型，并联合应用特定miRNA inhibitor(miRNA 抑制剂)/rhBMP-2/SH（透明质酸）复合物，观察复合物能否促进骨整合的发生，能否有效控制和治疗种植体周围炎，以明确miRNA inhibitor在种植体周相关疾病的预防和治疗中的应用前景。

在种植体植入后的生理和病理过程中，激活和释放的炎性细胞因子，从微观上调节骨形成和骨吸收的过程。炎性因子将导致成骨相关miRNAs的异常表达，进而对下游的成骨分化通路产生影响。课题从炎性因子TNF-α抑制成骨分化为切入点，通过实验确定TNF-α抑制rhBMP-2诱导成骨分化过程中的关键miRNAs，并明确特定miRNAs在炎性条件下对成骨分化信号传导通路的调控机理。建立种植体周围骨缺损及种植体周围炎的实验动物模型，并联合应用特定miRNA 抑制剂/rhBMP-2/生物材料复合物，观察复合物能否促进骨整合的发生，能否有效控制和治疗种植体周围炎。经过系列细胞实验、分子生物学实验、基因芯片检测与生物信息学分析、大小动物实验，初步得到如下实验结果：.1.基因芯片显示在TNF-ɑ介导的BMP-2诱导BMSCs成骨分化过程中，miRNA表达谱发生改变。与阳性对照组相比，BMP-2、TNF-ɑ双因子刺激48小时后检测到表达上调超过1.5倍的miRNAs有44个，刺激72小时后检测到22个；72小时与48小时刺激相比，检测到24个表达上调超过1.5倍的miRNAs。筛选7个表达差异上调的miRNAs进行Real-time PCR验证，结果显示表达水平均上调。.2.实验中观察到在TNF-α介导的BMP-2诱导成骨分化过程中能显著诱导miR-155的表达；在 TNF-α抑制成骨分化过程中将miR-155 的内源性表达水平敲除后，可以部分回复TNF-α的抑制作用。miR-155通过靶向SOCS1负反馈调控TNF-α介导下的BMP-2诱导成骨分化过程，并可通过SAPK/JNK通路来发挥作用。.3.BMSCs转染miR-33-5p抑制剂,敲除miR-33-5p内源性表达后可部分削弱TNF-ɑ对BMP-2诱导小鼠BMSCs的成骨分化过程的抑制作用。.4.小动物实验表明，miR-30d的抑制剂antagomir-30d可以促进BMSCs的成骨分化，当转染浓度为150nM时，成骨效果最佳。体内植入2周后各成骨基因的mRNA水平的表达量antagomir-30d组最高，且明显高于NC组及空白对照组。组织学染色结果显示，4周时antagomir-30d组已有少量新骨形成，而NC及空白对照组则几无新骨形成；8周时各组均可见明显新骨形成，但NC及空白对照组新骨形成量明显少于antagomir-30d转染组。