DSPP在Runx2调控成牙本质细胞转移分化中的作用研究

Runx2 is a critical transcriptional factor involved in osteoblast differenciation and tooth development. Most of the matrix proteins in dentin and bone are regulated by Runx2. DSPP is the most aboundant non-collagenous protein expressed in dentin, which play important role in dentinogenesis. Our previous studies have showed that overexpression of Runx2 in odontoblast could induce the mature odontoblast differentiated into osteoblast-like cells and dramatically inhibited the dentin formation.The normal dentin was substituted with the bone-like matrix. Meanwhile, the expression level of DSPP was markedly reduced in dentin and odontoblast. In this study, We started to contrust the transgenic mice in which the exogenous Runx2 and DSPP were over expressed specifically in odontoblast.In this animal model, the exogenous DSPP was expected to rescue the transdifferenciation of odontoblast induced by Runx2, ellucidating the function of DSPP in Runx2-induced cell transdifferenciation. Further, We would investigate the molecular signal involved in the diffferentiation of odontoblast and osteoblast. These data will help to further understand the difference of cell differenciation between odontoblast and osteoblast.

Runx2是一种在成骨细胞分化及牙齿的发育过程中起着重要的作用的转录因子，牙齿以及骨组织中的特异性基质蛋白在转录水平均受其调控。DSPP是一种在成牙本质细胞中高表达的非胶原蛋白，在成牙本质细胞的分化中起着重要作用。先前的研究表明：在成牙本质细胞特异性过表达Runx2的小鼠模型中，成牙本质细胞被诱导成为成骨细胞样细胞，牙本质的形成受到严重抑制，转变成为骨样基质。同时，在Runx2 转基因鼠的牙本质中也观察到DSPP的表达显著下调。本研究拟建立在成牙本质细胞中表达外源性Runx2及DSPP的双转基因动物模型，以期通过DSPP转基因来挽救Runx2基因过表达所造成的成牙本质细胞向成骨细胞的转变，从而阐明DSPP在Runx2诱导成牙本质细胞向成骨细胞转移分化中的作用。进一步对Runx2导致的成牙本质细胞向成骨细胞的分化过程中的分子信号进行筛查。对成牙本质细胞与成骨细胞分化机理做系统探讨。

摘要：Runx2是一种在成骨细胞分化及牙齿的发育过程中起着重要作用的转录因子，很多牙齿以及骨组织中的特异性基质蛋白在转录水平均受其调控。DSPP是一种在成牙本质细胞中高表达的非胶原蛋白，在牙齿的发育中起着重要作用。在成牙本质细胞特异性过表达Runx2的小鼠模型中，牙本质的分化向成骨方向转化，同时，在Runx2 转基因鼠的牙本质中也观察到DSPP的表达受到了显著抑制。本研究建立了在成牙本质细胞中表达外源性Runx2/DSPP的双转基因动物模型，研究DSPP基因在Runx2诱导成牙本质细胞转移分化的作用。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DSPP过表达只能部分逆转Runx2造成的牙本质发育的异常。在Runx2转基因的背景上表达DSPP，可以使DMP1，Col1a1，Col1a2，OCN的表达得到一定程度的回复，这表明DMP1，Col1a1，Col1a2，OCN参与DSPP调控的牙本质矿化的信号通路。在转染Runx2的成牙本质细胞系MDPC-23中，DMP1，OSX，Col1a1，Col1a2，OCN显著上调，这与体内实验的结果不一致，考虑其原因可能是由于瞬时转染时间短，还未能引起成牙本质细胞转移分化所致。综上所述，Runx2诱导成牙本质细胞的转移分化，是受包括各种基质蛋白在内的多种信号通路综合作用的结果，DSPP介导的信号通路的作用仅占其中一部分。这项研究，使我们初步确认了DSPP在成牙本质细胞和成骨细胞方向分化中的地位，为今后进一步研究成牙本质细胞与成骨细胞分化提供了依据。