炎症相关miRNA在牙周炎和种植体周围炎中的时序表达及治疗上的应用

Inflammatory factors can induce abnormal expression of miRNAs related to osteogenesis , and affect downstream osteogenesis pathways. In the different stages of development of periodontitis and peri-implantitis, inflammation associated miRNAs working as regulators and their functions are unclear. To solve above problems, we plan to construct the dog model of periodontitis and peri-implantitis and to screen key miRNAs differentially expressed during different stages of inflammation by using gene microarray and RT-PCR technique. Then to verify the expression levels of miRNAs associated with inflammation, we simulate inflammatory microenvironment in vitro through stimulating BMSCs by TNF-a and IL-1β. Also we will detect osteogenesis ability of BMSCs in both normal and inflammatory environment and the expression of inflammatory factor receptor through external intervention of related miRNAs expression. Finally we will construct bone tissue engineering compounds containing relevant miRNA inhibitor to be used in dog model of periodontitis and peri-implantitis to test whether the compounds can effectively control and treat the inflammatory alveolar bone defects.

炎性因子导致成骨相关miRNAs的异常表达，进而对下游成骨通路产生影响。在牙周炎和种植体周围炎的不同发展阶段,起调控作用的炎症相关miRNAs及其功能尚不明确。针对以上问题，构建狗的牙周炎和种植体周围炎实验动物模型，采用基因芯片和RT-PCR技术筛选不同炎症阶段差异表达的关键miRNAs。继而通过TNF-a和IL-1β刺激BMSCs模拟体外炎性微环境，验证炎症相关miRNAs的功能。并通过体外干预相关miRNAs的表达，检测在正常和炎症环境下BMSCs的成骨相关基因和炎症因子受体的表达情况。最后将含相关miRNA inhibitor的骨组织工程复合物运用于牙周炎和种植体周围炎的实验动物模型中，评估复合物能否有效促进牙槽骨炎症性骨缺损的修复。

牙周炎和种植体周围炎的主要表现均为牙龈炎症、进行性牙周附着丧失、牙周袋形成和牙槽骨吸收，最后导致牙齿和种植体松动脱落。炎症过程中异常表达的炎性因子会导致成骨相关miRNAs的异常表达，进而对下游通路产生影响。因而系统研究不同的炎症状态下miRNAs对成骨分化的调控，有助于我们进一步认识牙周炎及种植体周围炎的病因及发病机制，寻求炎症环境下促进成骨细胞功能、增加牙槽骨组织再生的方法，对恢复牙齿功能和维持种植体稳定具有重要的临床意义。.在本项目的资助下，我们构建了牙周炎和种植体周围炎的实验动物模型，通过基因芯片技术检测了疾病发展过程中miRNAs的表达谱，并对其中差异表达的几个关键miRNAs做了进一步的验证和研究；实验结果表明两种炎症组织与正常牙龈组织miRNA表达谱存在显著差异，其中cfa-miR-27a在两种炎症组织中均显著低表达，差异具有统计学意义。进而我们通过细胞实验明确了miR-27a通过减弱TNF-α的抑制成骨能力从而促进BMSCs成骨-成血管方向的分化；进一步阐明了miR-27a通过直接靶向作用于DKK2和SFRP1、激活与骨再生密切相关的Wnt通路从而发挥作用的具体机制；还将构建的miRNA组织工程复合物用于修复种植体周围炎骨缺损，并取得了较为理想的骨再生与骨结合效果。另外还通过实验验证了miR-33a-5p和miR-30d两个关键miRNAs对成骨分化的功能调控机制和信号通路；构建了含miRNAs的组织工程复合物并初步应用于骨缺损的小动物模型中，取得了较好的成骨效果，并对不同支架材料与不同转染方式和效果进行了实验验证。.综上，以上研究结果为miRNA作为治疗手段应用于牙槽骨炎症性骨缺损的修复再生提供了实验依据。已发表论文4篇，其中SCI收录3篇。培养硕士研究生4人，并参加了多项的国内国际会议和交流。