关键词:
糖尿病
牙周炎
hsa_circ_0084054
miR-508-3p
磷酸酶和张力蛋白同源物
摘要:
牙周炎是以牙周组织破坏为特征的慢性感染性疾病,是成年人失牙的首要原因。牙周炎作为口腔常见病和多发病,严重威胁着人民群众的口腔健康乃至全身健康。糖尿病是一种常见的由胰岛素抵抗或胰岛β细胞功能障碍引起的代谢性疾病。流行病学调查显示,截止2017年我国糖尿病患者约为1.298亿,并且患病率有逐渐上升趋势。大量研究显示糖尿病是牙周炎重要危险因素,牙周炎被称为糖尿病的第六大并发症。与非糖尿病人群相比,糖尿病患者发生牙周炎的风险增加3-4倍。而伴有糖尿病的牙周炎患者相比单纯牙周炎患者,往往表现为更严重的炎症反应、更显著的牙周组织破坏与更快速的病变进展;其防治难度大,治疗周期长,治疗费用高,治疗效果也更加不确定。
高血糖可导致全身微血管病变、口腔局部菌斑变化及局部糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)累积,使得牙周膜细胞和免疫细胞的炎症因子(如IL-1β、IL-6、TNF-α等)表达增加;活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平升高,氧化应激反应增强,进而引发牙周膜细胞和成骨细胞凋亡,牙槽骨修复减少,加重牙周组织破坏,加速牙周炎进程。然而,现有研究对糖尿病加重加速牙周炎发生发展的具体机制,特别是基因层面的分子调控机制并不明晰。
环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类没有5,帽子和3,poly(A)尾巴的共价闭合RNA,它的发现揭示了转录后基因表达调控的新层面。circRNA在真核生物中广泛存在,并且具有多种功能,如作为小RNA(micro RNA,miRNA)海绵调节下游靶基因表达,通过与蛋白质结合调节蛋白质功能,翻译蛋白或多肽,调节转录等。牙周炎患者的牙龈组织中存在许多差异表达的circRNA,它们在牙周炎发生发展中起着重要作用。同时,circRNA调控网络也参与糖尿病及其并发症的发生发展,如糖尿病、妊娠期糖尿病、糖尿病心肌病、糖尿病肾病等。因此,circRNA可能在伴糖尿病牙周炎中发挥着重要的调控作用,而对此尚未见报道。
本研究拟通过构建伴糖尿病牙周炎体外模型,采用高通量RNA测序筛选高糖炎症状态下人牙周膜细胞(human periodontal ligament cells,hPDLCs)差异表达的circRNA,然后在hPDLCs中敲低目的circRNA表达研究其功能和作用,并进一步探究高糖炎症状态下circRNA调控hPDLCs生物学功能的分子机制。
研究方法:
1、首先分离培养hPDLCs,通过在细胞培养液中加入高糖(30 mmol/L葡萄糖)和/或牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,***)脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)(1μg/ml)诱导构建高糖组、炎症组、高糖炎症组的hPDLCs体外模型,并检测高糖与炎症对hPDLCs增殖、成骨分化、炎性因子表达、氧化应激水平和细胞凋亡的影响。
2、其次提取对照组、炎症组、高糖炎症组的hPDLCs circRNA样本进行高通量测序,分析筛选差异表达circRNA,并进行RT-q PCR验证,最终得到在高糖炎症组和炎症组、对照组之间差异表达最显著的hsa_circ_0084054。
3、收集健康人、牙周炎和伴糖尿病牙周炎患者的牙周膜(periodontal ligament,PDL)组织临床样本,检测hsa_circ_0084054在hPDLCs和PDL组织中表达情况,并鉴定hsa_circ_0084054的分子特性。
4、利用siRNA在hPDLCs中敲低hsa_circ_0084054,通过RT-q PCR检测hPDLCs炎症因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)表达水平;试剂盒法检测ROS、总超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平;流式细胞术检测细胞凋亡情况,从而探究hsa_circ_0084054在高糖炎症状态下对hPDLCs的影响。
5、利用生物信息学数据库分析hsa_circ_0084054下游miRNA/m RNA信号通路,通过双荧光素酶报告基因检测、RNA免疫共沉淀、RT-q PCR、Western blot等方法验证hsa_circ_0084054与下游靶基因miR-508-3p,以及miR-508-3p与PTEN之间的结合和调控作用,进一步探究hsa_circ_0084054/miR-508-3p/PTEN信号轴在高糖炎症状态下对hPDLCs生物学功能的调控机制。
研究结果:
1、成功分离培养并鉴定hPDLCs。高糖、*** LPS刺激后,hPDLCs单克隆数量减少、细胞增殖