RIP1/RIP3/MLKL信号通路调控高糖环境促牙周组织炎症反应的分子机制

Chronic periodontitis (CP) and diabetes mellitus (DM) are both multifactorial diseases with a high prevalence world wide. DM is regarded as one of the high risks for CP progression, and inflammation play an important role in the correlation of these two diseases. However, the molecular mechanisms underlying DM promoting CP are still unknown. Necroptosis is a newly discovered pathway of regulated necrosis which RIP1, RIP3, and MLKL are involved in and it can regulates inflammation. However, whether necroptosis is involved in the mechanism of DM promoting periodontal inflammation remains unclear. In our preliminary experiment, we found that Nec-1 as the specific inhibitor of necroptosis could abrogate periodontal inflammation induced by high glucose. Therefore, we put forward the hypothesis that RIP1/RIP3/MLKL might be involved in the mechanism underlying DM promoting periodontal inflammation. In this study, we are going to examine the mechanisms underlying Nec-1 abrogating DM-induced periodontal inflammation firstly. Secondly, the role of RIP1/RIP3/MLKL in DM-induced periodontal inflammation should be investigated comprehensively. Thirdly, the upstream signals regulating RIP1/RIP3/MLKL in the periodontal tissues under HG should be further explored. This study may help us to further understand the molecular mechanisms underlying DM-induced periodontal inflammation.

II型糖尿病作为慢性牙周炎的一个重要危险因素，炎症是其重要纽带之一。但II型糖尿病促进慢性牙周炎发生发展的相关分子机制，目前仍不明了。近年来有报道称，程序性坏死参与了对炎症反应的调控，但其是否参与了高糖环境对牙周组织炎症反应的调控作用，目前国内外均未见相关报道。我们通过前期研究发现，程序性坏死特异性抑制剂Nec-1，能够逆转高糖环境下牙周组织的炎症反应。鉴于程序性坏死主要受RIP1/RIP3/MLKL信号通路的调控，我们提出如下科学假说：RIP1/RIP3/MLKL信号通路参与调控高糖环境所致牙周组织的炎症反应。本研究拟从分子、细胞、组织及动物水平等多层次，首先探讨Nec-1逆转高糖环境促牙周组织炎症反应的分子机制；其次阐明RIP1/RIP3/MLKL在高糖促炎反应中的作用，并对该信号通路的上游调控机制进行探讨。本研究有助于更深入了解高糖环境促牙周组织炎症反应的分子机制。

牙周炎是一种口腔的高发疾病，糖尿病作为牙周炎的全身危险因素之一，促进和加重了牙周炎的发生和发展，炎症和氧化应激被认为是两者相互联系的纽带，但其确切分子机制尚不明确。有研究表明，细胞程序性坏死（necroptosis）参与了多种炎症疾病的发生发展，RIP1/RIP3是其重要的信号分子，但其是否参与糖尿病促牙周炎的发生发展目前尚不清楚;TLR2/TLR4同样被证实参与了牙周炎和糖尿病的疾病过程，但其在伴糖尿病牙周炎中是否与RIP1/RIP3信号通路具有相关性，目前还未见报道。本研究采用高糖培养基和THP-1来源的巨噬细胞构建细胞模型，首先对细胞程序性坏死在细胞模型中对炎症反应和氧化应激的影响及作用机制进行了探讨，先使用ELISA方法检测细胞在高糖环境下炎症因子TNF-α, IL-1β, IL-6, 和IL-8的表达，并采用DCFA-DA探针、MDA及SOD试剂盒检测氧化应激指标ROS、MDA和SOD，随后使用细胞程序性坏死抑制剂Nec-1进行干预后，观察相关指标的变化，并采用RT-PCR和WB方法对高糖环境下RIP1和RIP3基因和蛋白的表达进行检测，同时构建RIP1/RIP3基因缺陷细胞，观察沉默RIP1/RIP3表达对炎症因子表达及氧化应激指标的影响；其次对TLR2/TLR4高糖环境下对巨噬细胞炎症反应及氧化应激中的影响进行了研究，并对TLR2/TLR4是否参与RIP1/RIP3信号通路进行了初探，采用RT-PCR检测高糖环境下TLR2/4的转录水平，并对沉默TLR2/TLR4表达后高糖环境下细胞的炎症因子及氧化应激指标进行检测，最后对Nec-1干预后细胞模型TLR2/4蛋白的表达进行检测。通过以上研究，证实高糖环境对THP-1来源的巨噬细胞具有促炎及促氧化应激反应的双重作用，且Nec-1的干预和RIP1/RIP3的下调都能显著抑制这种炎症反应及氧化应激反应，初步证实了RIP1/RIP3信号通路通过调控氧化应激反应，参与了高糖促巨噬细胞的炎症反应;明确了TLR2/TLR4参与了高糖促巨噬细胞的炎症反应及氧化应激反应，初步证实TLR2/TLR4并非RIP1/RIP3信号通路的下游调控因子。通过本课题的完成，为细胞程序性坏死参与伴糖尿病牙周炎发生发展的分子机制提供了细胞学证据，为伴糖尿病牙周炎的临床治疗提供了一定的理论支持。