正畸压应力通过Ets-1/Tks5信号通路调控侵袭性伪足促进破骨细胞形成的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81860200
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    35.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1507.牙缺损、缺失修复及牙颌畸形的矫治
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Accelerating orthodontic tooth movement can significantly reduce treatment duration and risks of side effects such as root resorption and open gingival embrasure spaces. The rate-limiting step in orthodontic tooth movement is considered to be the formation of osteoclasts and its subsequent bone resorption at the compression side. Osteoclasts are multinucleated giant cells created by cell-cell fusion of monocyte/macrophage precursors. Recent studies have shown that circumferential invadopodia are important for cell-cell fusion. However, the role and mechanisms underlying the regulation of circumferential invadopodia in osteoclast precursors under orthodontic compressive force remain unexplored. Our preliminary experiments found that the compressive force loading on RAW 264.7 macrophages resulted in a significant increase of circumferential invadopodium formation and cell-cell fusion. Moreover, tyrosine kinase substrate with five SH3 domains (Tks5), which is recognized as a “molecular switch” that directs invadopodium formation, and E26 transformation-specific-1 (Ets-1) was upregulated in the mechanical loading cells. Bioinformatics revealed that there is a sequence-specific Ets-1 binding site in the Tks5 promoter. Knockdown of Ets-1 suppressed the compressive force-induced circumferential invadopodium formation and cell-cell fusion, as well as Tks5 expression. Interestingly, a recent study reported that Ets-1 can bind Integrin β1 promoter and promote its expression. Integrin β1 is important for Girdin activation, which in turn causes Tks5 activation. Therefore, we hypothesized that orthodontic compressive force modulates Ets-1/Tks5 pathway to promote the formation of circumferential invadopodia in osteoclast precursors, finally accelerate cell-cell fusion. To confirm our hypothesis, we will employ macrophage cell lines and rat model of orthodontic tooth movement as in vitro and in vivo models. The effects of compressive force on circumferential invadopodium formation and cell-cell fusion of osteoclast precursors will be determined by immunofluorescence confocal microscopy and TRAP assays, respectively. Mechanistically, the macrophages will be transfected with different constructs, such as expression vectors or shRNA. Then luciferase reporter assays, electrophoretic mobility shift assay (EMSA), and chromatin immunoprecipitation (ChIP) will be performed to confirm the interaction of Ets-1, Tks5, and Integrin β1 under compressive force. Finally, the Ets-1/Tks5 pathway will be examined in the Ets-1-knockout and wild-type rat model of the orthodontic tooth movement. It is expected that these experiments will at least partly elucidate the molecular mechanism by which compressive force promotes circumferential invadopodium formation and cell-cell fusion in osteoclast precursors and identify novel therapeutic targets for improving the quality and efficiency of orthodontic treatments.
随口腔医学发展,越来越多人接受错颌畸形正畸治疗。正畸疗效关键步骤之一是正畸应力如何得到响应,诱导破骨前体细胞融合分化为破骨细胞,从而实现正畸牙移动,但机制还不完全清楚。近来研究提示侵袭性伪足是促进破骨细胞形成的关键因素。申请人前期发现正畸应力可促进破骨前体细胞侵袭性伪足形成,其机制可能与Tks5蛋白活化有关。生物信息学分析发现Tks5启动子上存在Ets-1特异结合位点,敲低Ets-1表达可抑制正畸应力促进的侵袭性伪足形成和Tks5活化。此外,有报道Ets-1可激活Integrin β1表达,后者可能在Tks5活化过程中起重要作用。因此,该项目拟利用正畸应力加载仪及大鼠牙移动模型等,探索工作假说:正畸应力是否通过Ets-1和Integrin β1表达响应,诱导Tks5活化,促进侵袭性伪足形成,进而导致破骨细胞形成。预期研究结果对理解正畸治疗的细胞分子机制和潜在调控靶点具有重要科学意义。

结项摘要

目的:错颌畸形是一种常见病,我国发病率72.92%,其中复杂错颌畸形严重影响颜面美观、口腔功能对患者造成严重心理障碍;且矫治诊断设计复杂、疗程长,已成为口腔医学亟待攻克的科学问题。其发病和治疗与牙周、颅面、颞颌关节的发育与组织改建密切相关,是口腔临床亟待解决的热点难点问题。正畸疗效的关键之一在于正畸应力如何得到响应,从而诱导牙周膜干细胞成骨向分化,促使牙周组织改建,最终维持牙周稳态平衡。本研究旨在阐明正畸力学与化学刺激间的转化关系,构建稳定健康的“牙骨质-牙周膜-牙槽骨三明治样结构”,为临床诊断依据和治疗方法提供新思路。.方法:分离培养人来源的牙周膜干细胞,通过EdU实验、划痕实验和茜素红染色检测Girdin蛋白在受牵拉牙周膜干细胞增殖、迁移及成骨分化中的作用;分离巨噬细胞来源的外泌体,通过茜素红染色及成骨相关基因/蛋白的定量分析检测M0/M1/M2型巨噬细胞外泌体对牙周膜干细胞成骨向分化的作用;构建大鼠牙周组织缺损模型,评估巨噬细胞外泌体对缺损牙周组织的修复与再生作用。.结果:本研究发现Girdin蛋白在受牵拉牙周膜干细胞增殖及成骨分化过程中均发挥正向调控作用;此外,M2型巨噬细胞外泌体能明显促进牙周膜干细胞成骨向分化,最终促进缺损牙周组织再生。.结论:本研究证实Girdin在牙周膜干细胞牵张成骨过程中发挥关键作用,初步明确了巨噬细胞外泌体调控牙周膜干细胞再生牙周组织的可能性及相关机制,为正畸过程中维持牙周稳态提供新思路和理论支持。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(4)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
安氏Ⅱ类1分类青少年矫治面部软组织侧貌影响因素的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国美容医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邱钰;胡江天
  • 通讯作者:
    胡江天
Comprehensive analysis of long noncoding RNAs and mRNAs expression profiles and functional networks during chondrogenic differentiation of murine ATDC5 cells
小鼠 ATDC5 细胞软骨分化过程中长非编码 RNA 和 mRNA 表达谱和功能网络的综合分析
  • DOI:
    10.1093/abbs/gmz064
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Acta Biochimica et Biophysica Sinica
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Wang Wei;Ding Yu;Xu Yanhua;Yang Hefeng;Liu Wenjing;Wang Haixia;Chen Ceshi;Liu Rong;Li Song
  • 通讯作者:
    Li Song
不同人格特质对成人隐形矫治患者口腔健康相关生活质量的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    昆明医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾志敏;胡江天
  • 通讯作者:
    胡江天
Small extracellular vesicles from dental follicle stem cells provide biochemical cues for periodontal tissue regeneration.
来自牙囊干细胞的小细胞外囊泡为牙周组织再生提供生化线索
  • DOI:
    10.1186/s13287-022-02767-6
  • 发表时间:
    2022-03-03
  • 期刊:
    Stem cell research & therapy
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Ma L;Rao N;Jiang H;Dai Y;Yang S;Yang H;Hu J
  • 通讯作者:
    Hu J
张应力对小鼠蝶枕软骨联合细胞增殖及低氧诱导因子-1α表达的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    实用口腔医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高国杰;夏艳;胡江天
  • 通讯作者:
    胡江天

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其他文献

正颌外科联合多曲方丝弓及微种植支抗矫治成人严重骨性Ⅲ类错颌畸形
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    昆明医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    左志慧;胡江天;王碧;邵玉婷
  • 通讯作者:
    邵玉婷
锥形束计算机断层扫描检测牙根吸收应用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国实用口腔科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周朋;胡江天
  • 通讯作者:
    胡江天
细胞超微结构的观察及力学调控研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    口腔生物医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗鹏;胡江天
  • 通讯作者:
    胡江天
自锁托槽与传统托槽对牙弓作用的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    云南医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石芹;胡江天;李松
  • 通讯作者:
    李松
细胞骨架生物力学的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    医学综述
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    左志慧;胡江天
  • 通讯作者:
    胡江天

其他文献

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胡江天的其他基金

牙周膜干细胞-巨噬细胞外泌体窜话启动MeCP2-TCF20复合体调控牙周骨重塑的机制研究
  • 批准号:
    82360200
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
牵张力作用下细胞骨架肌动蛋白结合蛋白Girdin触发PI3K/Akt信号通路调控正畸牙周组织改建的分子机制研究
  • 批准号:
    81160137
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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