缺氧诱导因子-1α对牙周膜细胞凋亡的调控作用及机制研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
61102015
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
27.0万
负责人：
徐辉
依托单位：
首都医科大学
学科分类：
F0124.生物电子学与生物信息处理
结题年份：
2014
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2014-12-31

项目参与者：
杨凯；周新文；仇玲玲；王凡；苗聪聪；华幸；王莹；
关键词：
牙周病缺氧诱导因子牙周膜细胞细胞凋亡

项目摘要

牙周病是由菌斑微生物引起的慢性感染性疾病。它不仅是导致成人牙齿缺失的主要原因，还是引发心脑血管疾病、糖尿病等疾病的危险因素。研究发现在牙周病发展过程中细胞凋亡起到非常重要作用，同时伴有局部缺氧和缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）显著增强。HIF-1α对于牙周膜细胞凋亡的影响目前尚不明确。我们推测：在牙周病早期，牙周组织局部缺氧造成HIF-1α表达增强，HIF-1α通过适应性增加下游靶基因的表达对机体起保护作用。但随着炎症的发展，HIF通路的维持与长时间活化可能使其暂时性的保护作用转化为细胞凋亡，从而推进牙周病的发展。本研究拟利用细胞和动物模型，从HIF-1α如何影响牙周膜细胞生物学功能的角度出发，系统研究HIF-1α对牙周膜细胞凋亡的调控作用和机制，以期为认识牙周病的发病机制提供新线索，进而为牙周病的临床治疗提供新的关键治疗靶点。

结项摘要

牙周炎是造成牙齿缺失的主要病因，并且在我国具有较高的发病率。牙周炎不仅累及牙周组织，还影响全身健康。因此，深入探索牙周炎的发病机制，寻求新的治疗靶点具有重要的临床意义。当牙周组织发生炎症时，牙周组织的微循环发生障碍，造成牙周组织局部缺氧。在组织缺氧状态下，细胞为了对抗缺氧损伤反应，可以通过氧感受器和相关的信号转导系统，启动一系列内源性保护机制。大量研究结果提示，缺氧诱导因子可能是这种内源性保护机制的中心环节。但迄今为止，国内外关于HIF-1在牙周病中作用机制的研究还寥寥无几。. 大量研究表明细胞凋亡在牙周炎的发生发展过程中有着重要的影响作用。本实验通过建立大鼠牙周炎动物模型和模拟牙周膜组织局部缺氧的细胞模型，检测牙周组织中HIF-1α和相关因子VEGF、caspase-7、Bax、Bcl-2的表达，为深入探索牙周炎的发病机制和发病过程提供新的依据。结果发现1. 术后12w，实验组牙龈退缩，牙龈与根面分离，探诊出血，牙周袋深约2.0mm，牙齿松动Ⅱ°。HE染色可见牙龈上皮部分破溃，结合上皮附着位点向根方延伸明显；牙周韧带纤维排列混乱，出现断裂；根分叉区牙槽骨表面出现破骨细胞及大的骨吸收陷窝，其高度降低明显。2.应用TUNEL法原位标记凋亡检测试剂盒检测炎症部位的牙周组织细胞凋亡，结果发现牙周病炎症部位牙周组织细胞凋亡明显多于正常牙周组织，明确细胞凋亡参与了牙周病的发病过程。3. 采用western blot方法检测发现实验组HIF-1α、VEGF 和caspase-7的蛋白表达均高于对照组，提示HIF-1α参与了牙周炎症发生发展过程。随着牙周炎的发展，组织内缺氧程度增加、时间延长，HIF-1α表达量明显升高，而作为HIF-1α的下游直接作用靶基因VEGF也表现出同步上升趋势。我们推论HIF-1α一方面通过上调VEGF促进血管生成，改善血液循环，使细胞适应缺氧环境，另一方面通过激活caspase-7引起细胞凋亡。4. Bcl-2的蛋白表达量实验组均低于对照组，而Bax的蛋白表达量实验组高于于对照组，同时Bcl-2/Bax从6w到12w比值下降，说明牙周炎症时促细胞凋亡占主导地位。由以上结果我们推论在牙周炎发生发展过程中，HIF-1α一方面上调VEGF使细胞适应缺氧环境；另一方面上调Bax下调Bcl-2激活caspase-7引起细胞凋亡。