NLRP6在牙周炎致病机制中的调控作用及机制研究

Pattern recognition receptors play an important role in the pathogenesis of periodontitis. Since it is reported that nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor (NLRP) 6 is involved in inflammation by Cell in 2011, the function of this pattern recognition receptor has been attracted much attention. However, its role in periodontitis has not been understood. In this study, NLRP6 knockout mice will be used to set up the periodontitis model, and the gingival inflammatory condition, the alveolar bone absorption and the expression levels of downstream cytokines such as IL-1β and IL-18 will be detected to explicit the role of NLRP6 in development of periodontitis. Then human gingival fibroblasts (hGFs) and human periodontal ligament cells (hPDLCs) would be challenged by Porphyromonasgingivalis or lipopolysaccharide after NLRP6 knockdown, or the cells would be infected with NLRP6 overexpressinglentivirus, and the activation of Caspase-1, the expression of cytokines and pyroptosis would be examined. In addition, the special antagonistfor Caspase-1 will be used in NLRP6 overexpressinghGFs and hPDLCs, and the rate of pyroptosis as well as cytokine levels will be detected in order to clarify thedepending mechanism of NLRP6 works on. Based on these findings, it will be very helpful to illustrate the role of NLRP6 in periodontitis, deepening our understanding for pathogenesis of periodontitis, thus providing a theoretical basis for new prevention and treatment strategies.

多种模式识别受体参与牙周炎的发生发展。2011年《Cell》报道模式识别受体NLRP6能调控炎症，但其是否在牙周炎致病机制中发挥作用不清楚。本项目拟先用正常和NLRP6敲除小鼠建立牙周炎模型，通过组织学和分生学手段比较其牙周组织破坏程度和炎症因子水平，从而揭示NLRP6在牙周炎发生发展中的作用；接着在体外人牙周成纤维细胞中，从正反两方面探索NLRP6对炎症因子表达的调控作用及途径：即用基因学手段上调或下调细胞中NLRP6的表达，检测炎症因子的表达变化、炎症小体关键分子Caspase-1的活化及细胞焦亡情况；最后，在NLRP6过表达细胞中阻断Caspase-1，比较阻断前后炎症因子水平的改变、细胞焦亡的变化及该变化对炎症因子水平的影响，阐明NLRP6发挥作用的机制。通过以上研究，明确NLRP6在牙周炎症中的调控作用及机制，从新视角扩展我们对牙周炎致病机制的认识，并为建立新的防治策略提供线索。

文献报道模式识别受体NLRP6能调控炎症，但其是否在牙周炎致病机制中发挥作用不清楚。本项目拟探讨NLRP6对牙周细胞炎症因子表达的调控作用及机制，并阐明其与细胞焦亡和炎症的关系，并利用NLRP6基因敲除小鼠模型初步探索NLRP6在牙周组织中的作用。. 本项目按照计划用牙周卟啉单胞菌Pg刺激人牙龈成纤维细胞（hGFs）及人牙周膜细胞（hPDLCs）,观察NLRP6的表达水平；并利用细胞转染技术改变NLRP6的表达，明确NLRP6在细胞炎症反应中的作用；同时，改变NLRP6在上述细胞中的表达，比较Caspase-1炎症小体通路活化水平及细胞焦亡的变化情况。此外，还增加了NLRP6在人牙龈上皮细胞（hGEs）中作用的研究，探讨其在hGEs焦亡中的作用及机制。最后，成功建立了NLRP-/-小鼠模型，将牙周组织进行基因测序，建立NLRP6参与调控的基因网络，为后续研究奠定基础。. 本研究发现NLRP6在感染状态下的hGFs、hPDLCs、hGEs中表达显著增高,并可调控IL-1β、IL-18的表达。在上述细胞中过表达NLRP6后，细胞中Caspase-1表达水平增高，同时细胞出现了一种程序性死亡现象。电镜和流式结果证实该种类型的死亡特征为细胞膜不完整；抑制Caspase-1的活性后，细胞死亡的现象得到部分逆转，表明该细胞死亡为Caspase-1依赖的细胞焦亡。此外，对比NLRP6基因敲除（NLRP-/-）与野生型小鼠（WT）的基因测序结果，发现多种基因在牙周组织中的表达出现差异。与WT相比，NLRP-/-小鼠中调控细胞周期、细胞骨架、胶原代谢及基质稳态的相关基因出现了显著变化，提示NLRP6在维持牙周组织及细胞稳态中具有重要作用。. 本研究首次明确NLRP6在牙周组织细胞炎症反应中的作用及机制，并首次发现NLRP6与细胞焦亡的关系，从新视角扩展NLRP6在炎症机制中的认识，并为建立新的防治策略提供线索。