miR-214在应力诱导的骨形成中的调控作用

Studies have indicated that miR-214 plays a regulated role in the long bone osteoblasts, miR-214 can inhibit the bone formation by inhibiting the expression of target genes ATF4.But there is no study of miR-214 in orthodontic stress induced bone formation. Not only ATF4, but critical factor of the Wnt pathway- - β-catenin，is also a possible target genes of miR-214.However,the relation between β-catenin and miR-214 in bone formation has not been research.By building models of orthodontic tooth movement rat and periodontal ligament stem cells in vitro under stress,we decide to research:1. the temporal and spatial expression of miR-214 in orthodontic stress induced Alveolar bone formation .2.This study explore the function of miR-214 in orthodontic stress induced Alveolar bone formation .3.Predicte and validate the miR-214 target genes：β-catenin and ATF4, and then research its regulation in the function of osteoblasts by overexpression and inhibition of the expression of ATF4 and β-catenin to further explore the mechanism of miR-214 regulation stress induced bone formation. Our study not only try to research the regulate mechanism of stress induced bone formation, but also provide some theoretical basis for clinical application of orthodontic tooth movement bone remodeling.

前期研究发现miR-214通过抑制靶基因ATF4的表达抑制长骨的骨形成，但在正畸应力诱导的骨形成中miR-214的作用未见研究。不仅ATF4，Wnt通路的关键因子β-catenin也是miR-214可能的靶基因之一, 然而骨形成中β-catenin与miR-214的调控亦未见研究。本课题通过构建大鼠正畸牙移动模型和牙周膜干细胞体外应力模型，研究：1.miR-214在正畸牙移动时应力诱导的骨形成中的时空表达；2.构建过表达和抑制表达miR-214模型，研究miR-214在应力诱导的颌骨形成中的作用；3.ATF4和β-catenin作为miR-214的靶基因的预测、验证，过表达和抑制表达ATF4和β-catenin研究其调控成骨的功能作用，进一步探讨miR-214调控应力诱导的骨形成机制。本研究有助于明确调控应力诱导的颌骨形成的分子机制，为正畸牙移动骨改建等临床应用提供理论依据。

正畸牙移动张力区的骨形成过程中，调控牙周膜细胞受张应力刺激后成骨分化的作用机制尚未被阐明。项目组围绕所申请的miRNA调控应力诱导的骨形成这一研究目标，进行了如下研究工作：（一）构建模拟正畸张应力刺激张力区骨形成的小鼠动物模型和牙周膜细胞模拟正畸张应力模型；（二）通过 miRNA芯片技术、生物信息学分析、生物学验证等技术手段，检测正畸张应力作用下的牙周膜细胞中表达差异的 miRNA，确定核心的 miRNA 和靶基因；（三）研究miR-195-5p对张应力刺激的牙周膜细胞成骨分化的功能和作用机制。主要研究结果：miRNA芯片检测没有发现miR-214的表达有显著差异。通过进一步的检测和分析，我们对miR-195-5p进行了深入研究。体内、体外实验检测发现正畸应力诱导的骨形成过程中miR-195-5p 表达下降；通过过表达和抑制表达miR-195-5p，研究了其在应力诱导的颌骨形成中的作用；进一步的研究发现并验证了miR-195-5p的靶基因及其功能。此外我们也发现WNT5A激活β-catenin信号通路参与张力区骨形成的分子机制。通过对以上问题的研究，加深了对应力诱导颌骨形成的细胞和分子调控机制的认识，为正畸牙移动的骨改建等临床应用提供理论依据。