miR-586和miR-98靶向调控牙本质基质蛋白1对牙髓干细胞定向分化为成牙本质细胞的影响及作用机制

Pulpitis and apical periodontitis is the most common disease which dentist faces in the present.The ideal treatment for infected pulp is pulp regeneration, the keys of which is odontoblast differentiation of stem cells,three-dimensional structure and blood supply. To solve the latter two keys,stem cells would 3D co-culture with endothelial progenitor cells in this study.The focus of the study is based on 3D cell co-culture model and animal model to study the regulation and mechanism of microRNA target odontoblast differentiation of stem cells at the level of cell and animal. Based on the 3D cell co-culture model and the human tooth pulp regeneration in a mouse model of the empty root canal, human dental pulp stem cells are transfected miR-586 and miR-98 gene,and then the formation of the 3D ball of cells by 3D co-culture which with endothelial progenitor cells. By the mouse model of human tooth empty root canal, the study would explore whether anti-miR-586 and anti-miR-98 gene expression can target dentin matrix protein 1,then target odontoblast differentiation of dental pulp stem cells, to understand the regulation mechanism of odontoblast differentiation during pulp regeneration, then construct transfect nti-miR-586 and anti-miR-98 cells to establish stable human dental pulp stem cell cell line, which to provide seed cells for tissue engineering pulp regeneration research.

牙髓炎和根尖周炎是目前口腔临床上最常见的疾病，针对感染牙髓理想的治疗方法为牙髓再生，其关键在于干细胞的成牙分化、三维结构形成和血运的构建。本项目拟通过与内皮前体细胞3D共培养解决后面两个问题，研究的重点为细胞和动物层面研究microRNA对干细胞成牙分化的调控作用及其机制。拟采用3D细胞共培养模型和牙髓再生的人牙齿空根管的小鼠模型，为模拟牙髓发育过程中的细胞组成将miR-586和miR-98基因转染加入人牙髓干细胞后，与内皮前体细胞进行3D共培养，形成3D立体的细胞球，通过人牙齿空根管的小鼠模型，探索miR-586和miR-98基因表达抑制能否通过调控牙本质基质蛋白1，来影响牙髓干细胞定向分化为成牙本质细胞，以了解牙髓再生过程中成牙本质细胞分化的调控机制，并且可以通过构建稳定可靠的miR-586及miR-98基因转染人牙髓干细胞细胞系，以此为种子细胞，进行进一步牙髓再生的研究。

口腔内科中，牙髓及根尖周病的诊治一直以来都是依赖于根管治疗技术及其相关辅助设备的发展，而随着近年来再生医学和组织工程学的发展，牙体牙髓病治疗与研究的热点也逐渐聚焦到牙髓再生这个概念上，即牙髓的再生或牙的再生。.本实验旨在以人牙髓干细胞作为种子细胞，深入研究miR-586对其成牙本质向分化及成血管相关特性变化的调控作用。本实验将构建miR-586表达抑制的慢病毒，并将其转染入牙髓干细胞中且稳定表达。将此稳定转染的牙髓干细胞与内皮前体细胞进行共培养，分别对共培养物进行矿化诱导及成血管诱导培养，观察其各项矿化特性及血管形成特性，观察miR-586表达抑制处理后的此共培养物，是否能在不影响内皮前体细胞血管生成特性的基础上，同时促进共培养物向成牙本质细胞向分化。旨在让此miR-586表达抑制人牙髓干细胞和内皮前体细胞的共培养物既能向成牙本质细胞分化，又不影响其血管新生的能力，并将此细胞共培养模型作为牙髓再生后续实验的理想细胞组合。.研究过程中，我们成功构建了miR-586表达抑制人牙髓干细胞/内皮前体细胞的细胞共培养模型，可作为较好的种子细胞组合，用于牙髓再生研究。研究结果发现：内皮前体细胞共培养及miR-586表达抑制的同时应用，对于定向诱导人牙髓干细胞向成牙本质细胞分化具有协同促进作用。将内皮前体细胞与人牙髓干细胞进行直接接触共培养，能促进人牙髓干细胞的成牙本质向分化。另一方面，miR-586表达抑制对于人牙髓干细胞/内皮前体细胞共培养中的成血管特性有间接促进作用。将人牙髓干细胞与内皮前体细胞进行直接接触共培养，能促进内皮前体细胞的血管新生。以上结论为牙髓再生的后续实验提供了较好的理论基础，有助于后续体内实验的深入研究。