牙本质涎蛋白的蛋白聚糖形式在牙本质发育中的作用

牙本质矿化中，非胶原蛋白是调控胶原矿化和晶体生长的重要成分。DSPP是非胶原蛋白的一种，在生物体内以氨基端和羧基端两种剪切单位存在。氨基端成分由DSP核心蛋白和DSP的蛋白聚糖（DSP-PG）组成，而蛋白聚糖的含量又占绝大多数。蛋白聚糖在应力缓冲，调节阳离子的分布等方面的功能都与牙本质的特性关系密切。我们已经证明糖胺聚糖链结合于DSP蛋白的Ser242和Ser254位点，并通过点突变消除了糖链的结合能力。本研究拟在前期工作的基础上，构建糖链结合位点突变的Knock in小鼠模型。通过组织学，Micro X-ray，Micro-CT，电镜、矿化染色、双荧光标记法和牙本质力学性能检测等手段，检测不同年龄阶段小鼠牙本质的发育状况，探索DSP糖链对于牙本质形成和矿化的作用。并通过细胞实验进一步研究DSP糖链在成牙本质细胞增殖和分化中的作用，初步明确DSP-PG调控牙本质发育的分子机理。

非胶原蛋白是调控牙本质矿化的重要成分。DSPP是非胶原蛋白的一种，在生物体内以氨基端和羧基端两个剪切单位存在。氨基端成分绝大多数由DSP的蛋白聚糖形式（DSP-PG）组成。本研究中，我们构建了DSPP糖胺聚糖结合位点突变（S242G/S254G DSPP）的小鼠模型。通过组织学、Micro X ray、Micro CT、双荧光标记法等检测手段，对不同年龄段小鼠的牙齿发育情况进行了研究。发现当DSP的糖胺聚糖链被消除之后，小鼠的牙本质发育呈现出与DSPP基因敲除相似的表型，呈现出髓腔变宽、牙本质矿化不良、前期牙本质增厚，矿化牙本质变薄、矿化沉积速率降低的表型。表明失去了糖胺聚糖链的DSPP完全丧失了调节牙本质矿化的作用。通过矿化相关蛋白的表达检测，初步观察了S242G/S254G DSPP对常见的矿化相关基质蛋白及矿化相关的重要转录因子Runx2的调控作用，发现与DSPP 基因敲除小鼠相比，正常DSPP可以上调DMP1的表达，抑制Runx2，AlP的表达，而S242G/S254G DSPP上调DMP1的能力以及对Runx2，AlP的抑制作用要明显弱于正常DSPP。这些结果表明DSP-PG对牙本质的矿化起着重要的作用，并初步揭示了DSP-PG作用于牙本质矿化中的一些分子机制，为进一步揭示蛋白聚糖对生物矿化影响的分子机理提供了重要的研究基础。