基因修饰牙源性干细胞促进口腔软硬组织修复 _科创中国.docx
基因修饰牙源性干细胞促进口腔软硬组织修复 1.项目研究的目的意义、要解决的问题等 炎症、肿瘤、创伤、发育异常等疾病均可导致牙体、牙周等口腔软硬组织缺损,严重影响患 者咀嚼、发音、美观。牙源性干细胞是一类具有自我更新及多向分化潜能的间充质干细胞, 取材方便无创、来源广泛。但牙源性干细胞自身再生潜能有限,目前仍不能实现完全地、功 能性地再生。寻找影响牙源性干细胞再生潜能的关键基因,从基因层面对牙源性干细胞进行 定向修饰、改造,是提高其组织再生潜能的理想方法。 然而,由于牙源性干细胞修复软硬组织的分子机制尚不完全明确,目前尚缺乏有效的分子调 控靶点。因此,阐明牙源性干细胞修复软硬组织的分子机制,从基因层面对牙源性干细胞进 行定向修饰,提高其口腔组织修复效果,是亟需解决的问题。 2.主要技术创新点,包括突破的关键技术,解决的主要技术问题、技术指标的先进和成熟程 度等 (1)确定多种关键基因、因子,进一步揭示牙源性干细胞修复软硬组织分子机制。 牙源性干细胞修复软硬组织的分子机制尚不明确,缺乏有效的分子调控靶点。为此,我们首 先探索并证实了 EphrinB2 配体、EphB4 受体、Wnt3a 蛋白、小分子混合物、TGF-β1、 SNHG5/miR-582-5p/RUNX3 通路均在牙源性干细胞成血管或(和)成骨中发挥关键作用。该 部分内容从基因、细胞因子、小分子化合物等多种角度,探寻调控牙源性干细胞成血管和成 骨的关键基因或因子,拓宽了研究的广度。 (2)揭示 EphrinB2 信号分子调控牙源性干细胞成血管和成骨的分子机制 鉴于 EphrinB2-EphB4 信号通路在调控牙源性干细胞成血管和成骨中均发挥重要作用,我们 对其进行了深入研究,有以下两点重要发现: ①我们首次发现 EphrinB2 反向通路激活可以促进牙源性干细胞成骨分化。 ②我们创新性发现,EphrinB2-EphB4 信号可被细菌内毒素抑制,进而抑制牙源性干细胞成 骨分化。 该部分内容深入研究了 EphrinB2-EphB4 信号通路调控牙源性干细胞成血管和成骨的上下游 分子,增加了研究的深度。 (3)创新性探索 EphrinB2 基因修饰牙源性干细胞的成骨及成血管能力 我们成功构建了稳定过表达 EphrinB2 的基因修饰牙源性干细胞,并在体外实验层面及在体 内实验层面证实其具有更高的成骨、成血管能力。该部分内容在前期研究分子机制的基础上, 进一步推进成果转化,证实了基因修饰牙源性干细胞的显著优势。 (4)成功构建大动物(比格犬)口腔软硬组织缺损模型,成功实施基因修饰牙源性干细胞 在大动物上的临床前试验 比格犬相比于小鼠、大鼠、兔等小动物,能更好地模拟人体反应,大动物临床前试验更具有 说服力和可信度。我们成功构建了比格犬牙周组织缺损模型,用于评价基因修饰干细胞牙周 组织修复效果。此外,我们同时成功培养出比格犬的牙源性干细胞,并进行基因修饰。该部 分内容在大动物模型层面进一步评价 EphrinB2 基因修饰牙源性干细胞的口腔软硬组织修复 效果,更具说服力和可信度,进一步推动其临床转化。 3.产生的社会效益。 本项目确定了牙源性干细胞在成骨/成牙本质向分化以及促进内皮细胞形成血管网的过程中 发挥作用的关键基因,为探究牙源性干细胞修复口腔软硬组织的分子机制提供了理论基础。 运用基因转染的方法,成功构建了 EphrinB2 基因修饰牙源性干细胞,并证实其具有更高的 成骨和成血管能力,推动基因修饰牙源性干细胞修复口腔软硬组织临床转化。 1、EphirnB2 基因修饰牙源性干细胞可提高其体外成骨分化能力 2、首次提出 EphrinB2-EphB4 反向通路激活可促进牙髓干细胞成骨分化 3、成功分离培养比格犬牙源性干细胞并构建比格犬牙槽骨缺损模型,成功在大动物上进行 临床前动物试验。 4、EphrinB2 基因修饰牙源性干细胞可促进比格犬牙槽骨缺损修复 5、EphrinB2 基因修饰根尖乳头干细胞可促进血管网的形成 7、在炎症环境中,EphrinB2 基因修饰可提高牙周膜干细胞的成骨分化能力 8、基因转染 EphB4 可显著促进 SHED 的成骨分化能力 9、联合培养 SCAP 和 HUVEC 细胞可以促进血管形成的速度 10、Wnt3a 蛋白可以促进 DPSCs 的增殖和骨向分化 3、社会效益(限 200 字) (1)本项目确定了牙源性干细胞在成骨/成牙本质向分化以及促进内皮细胞形成血管网的过 程中发挥作用的关键基因之一——EprhinB2,为探究牙源性干细胞修复口腔软硬组织的分子 机制提供了理论基础。 (2)本项目运用基因转染的方法,成功构建了 EphrinB2 基因修饰牙源性干细胞,并证实其 具有更高的成骨和成血管能力,为基因修饰改善牙源性干细胞修复能力提供了基础。 (3)本项目成功构建大动物(比格犬)牙周缺损模型,为在大动物层面评价牙源性干细胞 口腔软硬组织修复效果提供了模型。 袁长永 男 1983.11 24503692@qq.com 副主任医师 博士 王雯 女 1990.03 124247552@qq.com 主治医师 硕士 王鹏来 男 1964.07 Wpl0771@63.com 主任医师 硕士 耿藤瑜 女 1991.06 563546812@qq.com 主治医师 硕士 朱绍跃 男 1984.03 zhushaoyuegg@163.com 主治医师 硕士 刘浩 男 1982.12 124247552@qq.com 副主任医师 硕士 李敢 男 1985.10 774036251@qq.com 副主任医师 硕士