前期研究初步证实osterix(Osx)可能在牙骨质的形成中起重要作用.本课题通过构建获得Osx功能性缺失(利用CMV-Cre, K14-Cre,2.3kbCollagenⅠ-Cre等三种Cre转基因鼠)的条件基因敲除模型或功能性获得的Osx Tg小鼠模型来探讨Osx在牙骨质的形成过程中的作用机制以及明确牙骨质形成的细胞起源;同时通过体外研究Osx在成牙骨质细胞的增殖,分化和诱导矿化过程中的角色。此外还探讨wnt信号通路如何介导Osx。 本研究不仅可以弄清楚牙骨质的细胞起源,而且可以探索Osx在牙骨质发育形成中的重要功能角色。此外,本课题也为目前牙周组织工程中牙骨质再生(被认为是成功的牙周组织再生的金标准)这个难题提供理论依据。
cementum;cementoblast;transgene;knock out;differentiation
牙周组织的再生很重要的一个标准就是牙骨质的再生,必须弄清牙骨质的细胞起源,及分化调控机制,为牙周组织再生提供依据。本项目使用CMV-CreERT转基因鼠和Osx flox/flox 转基因鼠交配,选择性间充质细胞中特异性的敲除Osx,从而构建OSX 条件敲除鼠(OSX CKO);及构建Osx过表达的转基因鼠(osx transgenics, Osx Tg);比较观察AEFC和CIFC两种牙骨质的表型;观察Osx对成牙骨质细胞分化的影响;同时观察Wnt信号通路在牙骨质细胞增殖和分化中的角色。和正常的野生鼠比较,基因敲除鼠的牙骨质(CIFC)明显减少。此外基因敲除鼠的牙骨质(AEFC)比正常的野生鼠的AEFC 明显的加宽,且成牙骨质细胞的数目明显减少。 OSx转基因小鼠显示含细胞牙骨质的形成明显增多。 Licl(10uM)刺激成牙骨质细胞后β-catenin稳定性增加,免疫荧光显示发生了核内转移,Real-time PCR进一步检测到了TCF1转录活性的增强。Licl的刺激使得OPN, OCN, BSP, ALP mRNA和蛋白质表达水平降低。DKK1的刺激则抑制Wnt/β-catenin信号通路,同是削弱了Wnt3a对于OPN, OCN, BSP的mRNA和蛋白质表达。虽然Licl对细胞增殖无明显影响,Licl可显著降低成牙骨质细胞碱性磷酸酶活性,并抑制矿化结节的形成。经典的Wnt/β-catenin信号通路可显著抑制成牙骨质细胞分化过程。 Osx siRNA转染成牙骨骨质细胞后β-catenin蛋白稳定性增加,核内转移增多,TCF1转录活性明显增强, 但是DKK1 mRNA水平降低。pIRES2-Osx质粒转染则减弱了β-catenin的蛋白稳定性,免疫荧光观察其胞浆和核内信号均较弱,TCF1转录活性减弱,但增强了DKK 1的转录活性。Osx过表达上调了OPN, OCN, BSP,ALP的mRNA以及蛋白水平。Wnt3a削弱了pIRES2-Osx质粒转染对TCF转录水平的抑制。DKK1则部分抑制了Osx siRNA所增强的TCF转录水平。Osx可能通过DKK1来抑制Wnt信号通路从而调节成牙骨质细胞分化过程。本项研究体内外实验研究证实了Wnt信号通路以及Osterix在成牙骨质细胞分化过程中起重要调控作用,为以后牙周组织工程研究提供方向。