本文關(guān)鍵詞：靜壓力作用下經(jīng)典Wnt信號(hào)通路調(diào)控牙周膜干細(xì)胞骨向分化的機(jī)制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《第四軍醫(yī)大學(xué)》 2015年

靜壓力作用下經(jīng)典Wnt信號(hào)通路調(diào)控牙周膜干細(xì)胞骨向分化的機(jī)制研究

馬小杰  

【摘要】：正畸牙移動(dòng)(orthodontic tooth movement,OTM)涉及了復(fù)雜的生物學(xué)行為,主要包括兩個(gè)層面的內(nèi)容:生物力學(xué)和生物學(xué),前者是指機(jī)械刺激作用于牙齒,產(chǎn)生張應(yīng)力和壓應(yīng)力,而后者是指牙齒感受應(yīng)力,并將其傳遞至牙周組織,從而引發(fā)了一系列復(fù)雜的細(xì)胞生物學(xué)反應(yīng),二者相互關(guān)聯(lián),協(xié)同作用。有研究證實(shí),在OTM過(guò)程中,張力側(cè)成骨活躍,主要表現(xiàn)為以骨沉積為主的骨塑建;而壓力側(cè)成骨/破骨動(dòng)態(tài)平衡,以骨吸收為主。了解更多更新的OTM發(fā)生發(fā)展的生物學(xué)基礎(chǔ),將有助于我們更加安全有效的開(kāi)展臨床工作。眾所周知,在OTM過(guò)程中,牙周組織感受機(jī)械應(yīng)力,并產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng),是保證牙齒移動(dòng)的關(guān)鍵因素。牙周膜干細(xì)胞(periodontal ligament stem cells,PDLSCs)存在于牙周組織,可自我更新,并分化為成骨細(xì)胞等成熟細(xì)胞。有文獻(xiàn)報(bào)道稱,PDLSCs參與維持牙周膜內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài),在牙槽骨改建中發(fā)揮了一定的作用,推測(cè)其在OTM過(guò)程中扮演了重要的角色。隨后,有學(xué)者利用大鼠OTM模型證實(shí),隨著加力時(shí)間的延長(zhǎng),不僅張力側(cè)牙周膜內(nèi)PDLSCs的數(shù)目逐漸增多,而且壓力側(cè)PDLSCs亦呈上升趨勢(shì),提示其參與了OTM。而體外細(xì)胞力學(xué)加載實(shí)驗(yàn)雖已發(fā)現(xiàn),在牽張力等機(jī)械刺激的作用下,PDLSCs的增殖和分化等生物學(xué)特性會(huì)發(fā)生明顯改變,但關(guān)于壓應(yīng)力對(duì)其生物學(xué)行為影響的研究很少且機(jī)制不清。但目前已有研究證實(shí),Wnt信號(hào)通路廣泛存在于生物體內(nèi),參與調(diào)節(jié)骨源性細(xì)胞對(duì)機(jī)械刺激的適應(yīng)性反應(yīng),在骨的形成和改建中發(fā)揮了重要的作用。因此本課題首先建立大鼠OTM模型,通過(guò)檢測(cè)PDLSCs在大鼠牙周膜內(nèi)的表達(dá),為其參與OTM提供了新的證詞;隨后使用可控液壓加載裝置,模擬體內(nèi)PDLSCs的受壓環(huán)境,通過(guò)檢測(cè)體外培養(yǎng)的PDLSCs受壓后成骨分化相關(guān)指標(biāo)的表達(dá)變化,探討OTM過(guò)程中壓力對(duì)PDLSCs骨向分化能力的影響;最后,本實(shí)驗(yàn)還通過(guò)檢測(cè)壓力作用下經(jīng)典Wnt信號(hào)通路對(duì)PDLSCs骨向分化能力的調(diào)控,為OTM過(guò)程中細(xì)胞生物學(xué)反應(yīng)及其發(fā)生機(jī)制提供了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。第一部分大鼠OTM模型的研究研究目的構(gòu)建大鼠OTM模型,檢測(cè)PDLSCs在大鼠牙周膜內(nèi)的表達(dá),證實(shí)PDLSCs參與了OTM。研究方法按隨機(jī)原則,將大鼠分為4組,包括對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)1、3、7d組,每組6只,其中空白對(duì)照組不施加任何壓力裝置,而正畸加力組則以上頜切牙為支抗,用螺旋鎳鈦拉簧拉大鼠右上頜第一磨牙近移。加力完成后取材,HE染色觀察牙周組織形態(tài)學(xué)變化。TRAP染色檢測(cè)壓力側(cè)牙周膜內(nèi)破骨細(xì)胞的數(shù)目變化。免疫組化染色觀察干細(xì)胞標(biāo)記nestin和PDGFRα的表達(dá)。研究結(jié)果(1)HE染色結(jié)果顯示,牙周組織形態(tài)學(xué)變化具有時(shí)間依賴性,表現(xiàn)為與對(duì)照組相比,隨著加力時(shí)間的增長(zhǎng),壓力側(cè)牙周膜間隙逐漸縮小,牙槽骨吸收越來(lái)越嚴(yán)重。(2)TRAP染色結(jié)果顯示,大鼠壓力側(cè)牙周膜內(nèi)靠近牙槽骨吸收凹陷處可見(jiàn)破骨細(xì)胞。(3)免疫組化染色結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,隨著加力時(shí)間的延長(zhǎng),大鼠壓力側(cè)牙周膜內(nèi)nestin與PDGFRα的表達(dá)呈上升趨勢(shì)。結(jié)論P(yáng)DLSCs在大鼠牙周膜內(nèi)的數(shù)目增多及分布更廣,表明其參與了OTM。第二部分壓力對(duì)h PDLSCs成骨分化能力的影響研究目的使用可控液壓加載裝置,模擬體內(nèi)h PDLSCs的受壓環(huán)境,檢測(cè)受壓后h PDLSCs的成骨相關(guān)指標(biāo)的表達(dá)變化,探討壓力對(duì)h PDLSCs骨向分化能力的影響。研究方法(1)體外分離培養(yǎng)h PDLSCs,對(duì)其干性和分化能力進(jìn)行鑒定(2)使用壓應(yīng)力加載裝置,對(duì)體外培養(yǎng)的h PDLSCs施加100KPa的靜壓力,分別于加壓處理1h和12h后,收集樣品,檢測(cè)h PDLSCs成骨分化能力的改變。研究結(jié)果(1)使用有限稀釋法分離培養(yǎng)的h PDLSCs,克隆形成率為28%。干性鑒定結(jié)果顯示,干細(xì)胞標(biāo)記物CD105、CD29、CD44和stro-1表達(dá)呈陽(yáng)性,而CD34和CD45的表達(dá)呈陰性。ALP染色、茜素紅染色、Western blot和RT-PCR結(jié)果顯示,誘導(dǎo)后其成骨分化能力增強(qiáng);油紅染色、Western blot和RT-PCR結(jié)果顯示,誘導(dǎo)后其成脂分化能力增強(qiáng)。(2)當(dāng)100KPa的靜壓力作用1h時(shí),ALP染色及其活性檢測(cè)結(jié)果顯示,h PDLSCs成骨分化能力增強(qiáng);Western blot和RT-PCR結(jié)果顯示,h PDLSCs表達(dá)ALP和RUNX2明顯升高。而當(dāng)壓力持續(xù)至12h時(shí),ALP染色及其活性檢測(cè)結(jié)果顯示,h PDLSCs成骨分化能力降低;Western blot和RT-PCR結(jié)果顯示,ALP和RUNX2表達(dá)量下調(diào)。結(jié)論(1)通過(guò)有限稀釋法分離培養(yǎng)的h PDLSCs具有干細(xì)胞特性。(2)適宜的靜壓力在短時(shí)間內(nèi)上調(diào)了h PDLSCs的成骨能力,而長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)則對(duì)其起抑制作用。第三部分經(jīng)典Wnt信號(hào)通路對(duì)PDLSCs成骨分化能力的影響研究目的通過(guò)檢測(cè)壓力作用下經(jīng)典Wnt信號(hào)通路相關(guān)指標(biāo)的表達(dá)變化以及調(diào)節(jié)通路后h PDLSCs成骨分化能力的改變,明確經(jīng)典Wnt信號(hào)通路對(duì)h PDLSCs成骨分化能力的影響。研究方法(1)組織切片免疫組化染色,觀察大鼠壓力側(cè)牙周膜內(nèi)經(jīng)典Wnt信號(hào)通路效應(yīng)分子active-β-catenin的表達(dá)變化。(2)Western blot和RT-PCR檢測(cè)100KPa/1h和100KPa/12h的靜壓力作用下經(jīng)典Wnt信號(hào)通路相關(guān)指標(biāo)的表達(dá)變化。(3)在100KPa/1h和100KPa/12h的壓力條件下,分別使用wnt3a和DKK1調(diào)節(jié)經(jīng)典Wnt信號(hào)通路后,ALP染色及其活性檢測(cè)觀察h PDLSCs成骨分化能力的改變,Western blot和RT-PCR檢測(cè)h PDLSCs表達(dá)ALP和RUNX2的變化。研究結(jié)果(1)免疫組化結(jié)果顯示,隨著加力時(shí)間的延長(zhǎng),大鼠壓力側(cè)牙周膜中active-β-catenin的表達(dá)呈上升趨勢(shì)。(2)Western blot結(jié)果顯示,當(dāng)100KPa的靜壓力作用1h后,h PDLSCs表達(dá)P-GSK-3β、active-β-catenin和β-catenin下降,而GSK-3β的表達(dá)量上升;當(dāng)壓力持續(xù)到12h時(shí),檢測(cè)結(jié)果與上述相反。RT-PCR結(jié)果無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(3)靜壓力作用下,上調(diào)經(jīng)典Wnt信號(hào)通路后,ALP染色及其活性檢測(cè)結(jié)果顯示,h PDLSCs的成骨能力被抑制;Western blot和RT-PCR結(jié)果顯示,ALP和RUNX2的表達(dá)下降。而抑制經(jīng)典Wnt信號(hào)通路后,結(jié)果與上述相反。結(jié)論(1)經(jīng)典Wnt信號(hào)通路參與了OTM。(2)靜壓力在短時(shí)間內(nèi)抑制了經(jīng)典Wnt信號(hào)通路,而長(zhǎng)時(shí)間則對(duì)其起促進(jìn)作用。(3)靜壓力作用下,經(jīng)典Wnt信號(hào)通路對(duì)h PDLSCs的成骨分化起負(fù)調(diào)控作用。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R783.5
【目錄】：

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8 馬力;nm23-H_1基因突變對(duì)人高轉(zhuǎn)移大細(xì)胞肺癌細(xì)胞株L9981經(jīng)典Wnt信號(hào)通路調(diào)控機(jī)制的影響[D];四川大學(xué);2006年

9 張志勇;Wnt信號(hào)通路在腦膠質(zhì)瘤中表達(dá)調(diào)控機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究[D];天津醫(yī)科大學(xué);2006年

10 于劍鋒;APC基因表達(dá)和Wnt信號(hào)通路活性在精神分裂癥小鼠模型PFC和VTA腦區(qū)中的變化及其意義[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張藝宏;經(jīng)典Wnt信號(hào)通路與產(chǎn)后子宮內(nèi)膜修復(fù)的關(guān)系[D];福建醫(yī)科大學(xué);2015年

2 陳劍華;姜黃素對(duì)食管癌細(xì)胞Eca-109增殖及Wnt信號(hào)通路影響的研究[D];河北醫(yī)科大學(xué);2015年

3 康婕;Wnt信號(hào)通路對(duì)大鼠腦室出血后柔腦膜纖維化的影響[D];四川醫(yī)科大學(xué);2015年

4 馬小杰;靜壓力作用下經(jīng)典Wnt信號(hào)通路調(diào)控牙周膜干細(xì)胞骨向分化的機(jī)制研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2015年

5 鄧玲玲;日本血吸蟲(chóng)Wnt信號(hào)通路受配體相互作用[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2014年

6 楊斌;紅景天甙對(duì)乙醛刺激的大鼠肝星狀細(xì)胞Wnt信號(hào)通路的影響及其意義[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2010年

7 韓路拓;活血化瘀方有效成分對(duì)高糖培養(yǎng)的心肌成纖維細(xì)胞Wnt信號(hào)通路的影響[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2014年

8 信彩巖;日本血吸蟲(chóng)Wnt信號(hào)通路受配體的鑒定及初步分析[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

9 李雪霞;阿托伐他汀對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化模型兔Wnt信號(hào)通路的影響[D];遼寧醫(yī)學(xué)院;2012年

10 葉忠雪;日本血吸蟲(chóng)Wnt信號(hào)通路受配體的克隆與分析[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：靜壓力作用下經(jīng)典Wnt信號(hào)通路調(diào)控牙周膜干細(xì)胞骨向分化的機(jī)制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：174785