中医学认为"肾"和"齿"有着密切的关系,"肾虚"可造成牙齿松动脱落。现代医学认为牙槽骨是牙齿的一部分,牙槽骨骨质疏松程度是决定牙齿是否松动脱落的主要因素。以此为切入点,本研究拟完成1.建立去卵巢大鼠"肾虚"骨质疏松模型,应用全基因组表达谱芯片,考察并验证"肾虚"时以及应用左归丸"补肾"后,牙槽骨骨组织中基因表达谱的变化规律和相互差异;2.在差异表达基因的基础上,借助生物信息学工具软件和数据库,进一步分别建立"肾虚"时和"补肾"后的牙槽骨蛋白质相互作用网络,并对网络进行生物信息学分析,发现其拓扑结构特征、所包含的分子复合物、构成网络的关键蛋白质、所涉及的生物学通路等(验证部分关键蛋白质和通路)。蛋白质相互作用网络的构建和分析在中医药研究领域中应用极少。本研究将从分子网络而非个别差异基因,部分揭示中医"肾齿相关"理论的生物学基础,因而具有重要的意义。
correlation between kidney and teeth;osteoporosis;alveolar bone;protein-protein interaction network;
中医学认为“肾”和“齿”有着密切的关系,“肾虚”可造成牙齿松动脱落。现代医学认为牙槽骨是牙齿的一部分,牙槽骨骨质疏松程度是决定牙齿是否松动脱落的主要因素。以此为切入点,本研究已完成(1)建立去卵巢大鼠“肾虚”骨质疏松模型,应用全基因组表达谱芯片,考察并验证应用左归丸“补肾”干预后,牙槽骨骨组织中基因表达谱的变化规律;(2)在差异表达基因的基础上,借助生物信息学工具软件和数据库,进一步建立左归丸“补肾”干预后的牙槽骨蛋白质相互作用网络,并对网络进行生物信息学分析,发现其拓扑结构特征、所包含的分子复合物、构成网络的关键蛋白质、所涉及的生物学通路等(验证部分关键蛋白质和通路)。 本研究部分揭示中医“肾齿相关”理论的生物学基础。具体结论如下(1)左归丸有一定的抑制去卵巢大鼠体重增长和牙槽骨丢失的作用,但这种作用弱于雌激素;(2)左归丸抑制牙槽骨丢失的分子机制部分在于调节Wnt信号通路。具体表现为左归丸抑制Wnt7a、Fzd2、Tcf3、Spp1等基因的表达,促进Frzb、Sfrp2、Sfrp4等基因的表达,从膜外配体、膜受体、核内转录分子、效应物等不同层面导致了对Wnt经典通路的抑制,最终实现对骨形成的抑制;(3)左归丸抑制牙槽骨丢失的分子机制部分在于调节OPG/RANKL/RANK信号系统。具体表现为左归丸抑制Mapk14(p38mapk)的表达,促进Il1rn、Frzb、Sfrp2、Sfrp4的表达,强化膜外配体的竞争性抑制,弱化膜内关键激酶效应,对OPG/RANKL/RANK系统p38mapk通路的抑制,最终实现对骨吸收的抑制;(4)左归丸抑制牙槽骨丢失的分子机制部分在于下调CDK1,实现对成骨和破骨细胞细胞周期的抑制,进而降低失控的高转换骨代谢状态,是左归丸抑制骨丢失的可能机制之一。综上所述,我们推测,左归丸对骨形成和骨吸收过程均有抑制作用,但对骨吸收的抑制大于骨形成,进而提高了骨量。 基于本研究,发表SCI论文5篇,中文核心期刊论文3篇,国内学术会议论文摘要1篇。