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牙周炎治療遭遇瓶頸?看「核苷酸」如何突破

2019年09月02日21:30 

 

慢性牙周炎患者經基礎治療后唾液上清中 miRNA.146a 表達降低。牙周基礎治療前后唾液上清 miRNA.146a 變化值與治療前后菌斑指數(shù)、牙齦指數(shù)、牙周探診深度和附著喪失的變化值呈正相關性,與治療前后唾液中 TNF.fl、IL.1B、IL.6、IL.8 變化值呈正相關性,與 IL 一 10 變化值呈負相關性 1。


那么 miRNA 在牙周炎的發(fā)病過程中起什么作用?又該如何從 miRNA 角度突破牙周炎治療瓶頸?



01 什么是微小 RNA(microRNA)?

 miRNA 是一類內源性、序列高度保守、大小約 22 個核苷酸的單鏈非編碼小 RNA。miRNA 在轉錄后水平對基因的表達進行負調控,其原理是通過與基因 mRNA 3’ 非轉錄區(qū)(3’ UTR) 互補配對,導致 mRNA 的降解或翻譯抑制?,F(xiàn)己明確 miRNA 在免疫系統(tǒng)中起著調節(jié)作用,其中 miRNA-146a 是第一個被發(fā)現(xiàn)的與免疫炎癥密切相關的 miRNA,在單核細胞、T 淋巴細胞和巨噬細胞等多種免疫和炎癥細胞中高度表達 。



02 miRNA 與牙周免疫的關系

 牙齦卟啉單胞菌是證據(jù)充分的重要牙周致病菌,miRNA 可能在宿主一病原體反應中發(fā)揮作用。Jiang 等學者研究表明,miR 一 146a 在牙齦卟啉單胞菌 LPS 刺激人牙周膜細胞后通過下調促炎細胞因子的分泌和阻斷牙周膜細胞中的 TLRs 信號通路發(fā)揮負調節(jié)作用。Xie 等學者引用牙齦卟啉單胞菌 LPS 處理人牙齦成纖維細胞的實驗中也發(fā)現(xiàn),miRNA 一 146a 和 miRNA 一 146b 一 5p 的下調可以促進炎癥因子 IL 一 1B、IL 一 6 和 TNF 一儀的分泌增加,提示 miRNA 一 146 是牙周炎中的負調控因子。這些結果表明,miRNA 在牙齦卟啉單胞菌感染的炎癥反應中起重要作用 2。



03 miRNA 在人牙周膜細胞 (PDLC) 和人牙周膜干細胞 (PDLSC) 成骨分化中的作用


人牙周膜細胞(PDLC)

人牙周膜細胞 (PDLC) 是牙周膜中最常見的細胞,不斷形成新的主纖維、牙骨質,并改建牙槽骨,對牙周組織的修復十分重要,是牙周治療后形成牙齦與牙根面新附著的主要細胞來源,其成骨能力與牙周修復功能息息相關。miRNA 在 PDLC 礦化誘導和機械力誘導的成骨作用中均發(fā)揮了重要作用。


成骨分化

 Hung 等學者探討了 miR-146a 在人 PDLC 成骨分化過程中的調控機制,研究證實 PDLC 在抗壞血酸的誘導下,堿性磷酸酶、骨橋蛋白和骨鈣蛋白表達水平顯著增高,并通過下調核因子 NF-κB 信號通路促進 PDLC 向成骨細胞分化。


機械應力

 機械應力作為外源性刺激,影響著牙周組織改建中骨吸收和骨形成之間的動態(tài)平衡。應力包括牽張力、流體剪切力和壓應力。Qi 等學者利用流體剪切應力作用于 PDLC,miRNA 芯片檢測結果發(fā)現(xiàn),與對照組相比,miR-132 在流體剪切應力刺激下的表達顯著升高,進一步探索發(fā)現(xiàn) miR-132 可能作用于雷帕霉素靶蛋白通路調控流體剪切力誘導 PDLC 成骨分化。



人牙周膜干細胞 (PDLSC)

 人牙周膜干細胞(PDLSC)是牙周再生重要的種子細胞,其成骨潛能在牙周組織的自我更新以及牙周病變組織的修復與再生過程中發(fā)揮了重要的調控作用。目前研究發(fā)現(xiàn),miRNA 也參與了 PDLSC 的成骨向分化調控。


成骨分化

 Liu 等學者在前期研究的基礎上,采用熒光素酶報告基因檢測結果證明,Wnt 通路中編碼關鍵的轉錄因子 3(TCF3) 的基因也是 miR-17 的直接靶基因。TCF3 促進 PDLSC 的成骨向分化,且 miR-17 通過影響 TCF3 的表達發(fā)揮調控 PDLSC 成骨向分化的作用。相比復雜的通路級聯(lián)激活的程序,miR-17 能夠快速且簡便地通過 TCF3 即可激活 Wnt 通路,從而發(fā)揮調控作用。


機械應力

 與 PDLC 類似,miRNA 也可能在 PDLSC 應力成骨細胞分化過程中發(fā)揮了作用。Wei 等學者發(fā)現(xiàn),在使用基因芯片分析后發(fā)現(xiàn),有 53 個 miRNA 表達出現(xiàn)顯著差異,其中 26 個表達上調,27 個表達下調。篩選 10 個與機械力相關的關鍵 miRNA,利用熒光素酶報告發(fā)現(xiàn),miR-21 直接作用于激活素受體 2B(ACVR2B) 基因的 3’-非編碼重復序列,從而抑制 ACVR2B 的表達,且 ACVR2B 功能的獲得和喪失均會影響 PDLSC 成骨分化 。


下圖為參與人牙周膜來源細胞成骨分化的 miRNA 一覽

04  從微小RNA角度治療牙周疾病的

研究思路

 miRNAs 是影響基因表達的重要調控因子,參與宿主免疫應答和炎癥反應。其既可誘導干細胞成骨分化,促進牙槽骨再生,亦可抑制間充質干細胞的骨向分化,阻礙牙槽骨的形成;此外,還可通過調控炎癥通路間接影響牙周炎癥的進行 。通過分別使用 miRNA 模擬物或 miRNA 拮抗劑可以增強或限制 miRNA 水平。miRNA 模擬物是化學合成的短雙鏈寡核苷酸,其在功能上模擬 premiRNA 復合物。相反,miRNA 拮抗劑是單鏈寡核苷酸,其補充 miRNA 序列并且被設計用于功能性地降低 miRNA 活性。未來的研究旨在確定 miRNA 的獨特組合和劑量,結合合適的載體來用于對抗和逆轉牙周病 。



原創(chuàng): 史克牙 e 匯



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