miR-365a-3p在牙周膜细胞外泌体招募间充质细胞参与正畸张应力骨改建中的作用

Tension force induced bone formation is the critical factor during orthodontic treatment. Bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) may be recruited and involved in orthodontic tooth-tension side bone remodeling. However, the recruitment and migration mechanism remain unclear. The tension force stimulated periodontal ligament cells can enhance the migration of BMSCs by releasing exosomes. Our research data showed that the amount of miR-365a-3p in exosomes was elevated by tension force and may activate the migration through inhibit PTEN. It is suggested that the periodontal ligament cells may secreted exosomes enriched miR-365a-3p under orthodontic tension force stimulation and promote the recruitment of BMSCs to the periodontal tension side. The present project is aim to investigate: (1) the role and molecular mechanism of exogenous secretion of miR-365a-3p in periodontal ligament cells under tension force on the migration of BMSCs; (2) the effect of miR-365a-3p enriched exosomes in orthodontic tooth movement mice model.

在正畸治疗过程中，张应力诱导成骨是影响正畸治疗效果的重要因素。骨髓间充质细胞（BMSCs）可被招募迁移并参与正畸牙张力侧成骨的过程，但BMSCs具体的招募机制仍不清楚。研究发现：受张应力刺激后的牙周膜细胞可通过释放外泌体作用于BMSCs，增强其趋化迁移能力。课题组前期实验结果显示，张应力作用的牙周膜细胞外泌体中miR-365a-3p数量明显增加，可能通过抑制PTEN激活BMSCs迁移相关信号通路。以上提示正畸张应力下牙周膜细胞可能通过miR-365a-3p的外泌，促进BMSCs被招募至张力侧牙周组织处参与成骨。本课题旨在研究：(1) 张应力作用下的牙周膜细胞中miR-365a-3p的外泌增加对BMSCs迁移的作用和具体的分子机制；(2) 利用体内正畸牙移动动物模型验证张应力下牙周膜细胞外泌体中的miR-365a-3p在正畸骨改建中的作用。

在正畸治疗过程中，张应力诱导成骨是影响正畸治疗效果的重要因素。骨髓间充质细胞（BMSCs）可被招募迁移并参与正畸牙张力侧成骨的过程，张应力刺激后的牙周膜细胞可通过释放外泌体作用于BMSCs，增强其趋化迁移能力。本课题组围绕张应力刺激下牙周膜细胞对骨髓间充质细胞迁移的作用以及miR-365a-3p在牙周膜细胞外泌体中的作用，开展了研究工作，取得的主要研究结果如下。建立循环张应力系统模拟体内张应力环境，对牙周膜细胞施加张应力，收集并鉴定了牙周膜细胞外泌体。通过细胞迁移实验检测发现加载张应力可以通过牙周膜细胞释放的外泌体促进骨髓间充质细胞的迁移。 进一步实验探究发现牙周膜细胞产生外泌体中miRNA含量丰富，张应力刺激下miR-365a-3p的含量增加，并且证实miR-365a-3p对骨髓间充质细胞迁移的调控作用。揭示了miR-365a-3p影响骨髓间充质细胞中PTEN的表达，进而影响Akt信号通路的活性和细胞迁移，其作用机制是结合位于PTEN mRNA 3’UTR区特异性的碱基序列。生物信息学方法分析了外泌体miR-365a-3p调节作用的靶标，-3p可能通过调控诸如SGK1，RHEB，AKT3，PTEN，RICTOR，PIK3R3和WNT5A等多个靶基因，以网络状的调控机制影响骨髓间充质细胞的生物学行为。这些发现对张应力下牙周膜细胞外泌体在牙周膜细胞及骨髓间充质细胞交互过程中的作用及信息传递的机制研究有启示作用。本项目探索了力刺激的PDLCs外泌体对BMSCs迁移生物学行为的作用，外泌体可能作为优良的生物调节信号载体，在口腔颅颌面骨改建，干细胞再生医学等领域有可应用前景。