TGF-β1介导的纤维萎缩机制在颌骨放射性骨坏死形成中的作用机理研究

本研究聚焦颌骨放射性骨坏死最新机理研究提出的放射诱导纤维萎缩机制（Radiation-Induced Fibroatrophic Process, RIF），即放射线引起细胞自由基的形成、上皮细胞的功能失调、炎症介质和成纤维细胞的参与、微血管的栓塞，继尔引起组织纤维化和骨重建失调，最终导致了骨和组织坏死。针对TGF-β1在整个RIF过程中可能起到的主要介导作用，通过转TGF-β1基因小鼠和山羊放射性颌骨坏死动物模型的建立，设计体内外实验。体外实验主要为放射诱导后的TGF-β1表达和细胞损伤之间的关系。体内实验包括：转TGF-β1小鼠放射敏感实验、山羊颌骨坏死模型的RIF及与TGF-β1相关性研究、TGF-β1表达相关基因筛选。最终评价RIF在颌骨放射线骨坏死病因学中的作用和TGF-β1在此机制中的主要介导作用，为颌骨放射线骨坏死的病因学、进一步的基因研究和临床治疗提供研究平台和理论依据。

本课题聚焦颌骨放射性骨坏死的最新机理-放射诱导纤维萎缩机制（Radiation-Induced Fibroatrophic Process, RIF）,针对TGF-β1在整个RIF过程中可能起到的主要介导作用，通过构建转TGF-β1基因小鼠动物模型并设计转基因小鼠与普通野生型小鼠的放疗敏感实验、检测成骨细胞和成纤维细胞放射辐照后TGF-β1的表达及探讨ALK-5抑制剂抑制体外成纤维细胞转分化的机制，评价RIF在颌骨放射性骨坏死病因学中的作用及TGF-β1的主要介导作用。. 在C57BL/6J的遗传背景下构建真核表达载体pCAG-TGFB1-IRES-EGFP，以受精卵雄原核显微注射的方法获得12只转TGF-β1基因小鼠首建鼠，将首建鼠与野生型C57BL/6J小鼠杂交及子代小鼠相互交配，以此传代，建立转基因小鼠系，为进一步的实验提供合适的动物模型。以转TGF-β1基因小鼠和普通野生型C57BL/6J小鼠为实验动物，以16Gy为照射剂量，采用4MV直线加速器对小鼠左侧股骨行单次照射，检测骨细胞缺失程度及SMA、OCN的表达差异，来评价转基因小鼠的体内放疗敏感性。.体外实验中，应用成纤维细胞生长因子（Connective Tissue Growth Factor, CTGF）培养山羊BMSCs，诱导山羊BMSCs向成纤维细胞分化；放射线照射小鼠胚胎成骨细胞系MC3T3-E1，检测到TGF-β1的表达上调；培养山羊皮肤成纤维细胞，经放射辐照后，成纤维细胞转化为肌成纤维细胞，加入ALK-5抑制剂SB431542后，成纤维细胞向肌成纤维细胞的分化减少，且成纤维细胞相关纤维化基因的表达下调。. 本课题通过体内、体外实验，证实了放射线能诱导TGF-β1的表达，且诱导了成纤维细胞向肌成纤维细胞的分化，相关纤维化因子，如COLI、COLIII、FSP表达亦上调，从而初步阐释了TGF-β1介导的RIF机制在放射性颌骨坏死发生过程中的主要作用。