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背景牙周炎是一类以牙槽骨吸收、破骨细胞生成及活化为主要临床和病理改变的慢性溶骨性疾病,被认为是世界上第六大慢性感染性炎症。牙周支持组织的炎症及破坏会导致患者牙齿的松动脱落,影响患者美观及咀嚼,并且还和全身疾病息息相关,最终影响到人们的生活质量。目前对于牙周炎的治疗还是以药物激光等为辅,手术治疗为主,过程繁琐效果欠佳。而由巨噬细胞分化而来的破骨细胞是造成牙周炎牙槽骨吸收的主要细胞,所以如何抑制巨噬细胞破骨向分化是目前治疗牙周炎的难点和目标,明确巨噬细胞破骨分化对牙周炎发生发展的作用,揭示其分子机制对牙周炎的靶向治疗具有重要的临床意义。Robo1是神经导向因子家族中的成员,在果蝇神经系统中最早被发现,参与组织器官的发育,是一类结构保守的跨膜蛋白。目前数据库及各项研究报道指出Robo1在口腔黏膜组织及单核/巨噬细胞系中普遍表达,并且有越来越多的研究证明该蛋白参与调控血管形成、免疫细胞趋化、骨代谢等过程。但是Robo1对牙周炎的影响尚未被报道,并且对巨噬细胞破骨分化的作用机制也尚未明确。目的抑制巨噬细胞破骨分化,是治疗牙槽骨吸收从而缓解牙周炎的关键目标。本课题通过检索分析数据库PubMed-NCBI发现在临床牙周炎患者的牙周组织中,Robo1蛋白表达水平下降。为了明确Robo1在牙周炎牙槽骨丢失中的具体作用机制,本课题组利用Robo1/2部分敲除小鼠(Robo1/2+/-)建立牙周炎模型,发现相比野生型小鼠(WT),Robo1/2+/-小鼠牙槽骨吸收增多,骨髓来源巨噬细胞(BMMs)中JNK磷酸化水平增强,破骨分化能力增强。但是Robo1如何调控JNK磷酸化介导巨噬细胞破骨分化具体机制尚不明确,随后进一步发现Robo1敲低后其下游和JNK信号上游中小G蛋白超家族成员Rasd1和Ar15c表达上调。本课题拟通过体内、体外实验明确Robo1对牙周炎发生发展的影响,阐明Robo1通过JNK信号对巨噬细胞破骨分化的调控作用,揭示Rasd1和Ar15c在其中的分子机制,为牙周炎中牙槽骨吸收的治疗提出新的见解和思路。材料与方法根据数据库检索分析Robo1在临床牙周炎患者牙周组织中的表达;在WT和Robo1/2+/-小鼠上颌骨第二磨牙处通过丝线结扎的方法建立实验性牙周炎模型,进一步通过Micro-CT、H&E染色、TRAP染色、免疫组化染色、RT-qPCR探究Robo1敲低后对牙周炎的影响;接下来在体外提取小鼠BMMs,利用脂多糖(LPS)模拟炎症环境,并进行破骨分化诱导,利用Trans-well、Western Blot、TRAP染色、RT-qPCR探究Robo1对BMMs破骨向分化的作用;随后通过对BMMs进行转录组测序、Western Blot、通路抑制剂、siRNA转染初步揭示Robo1调控BMMs破骨分化参与牙周炎骨吸收的分子机制。结果(1)PubMed-NCBI数据库显示相比健康牙周组织,临床牙周炎患者牙周组织中Robo1蛋白的表达水平下调。(2)Micro-CT和H&E染色显示相比WT组,Robo1/2+/-小鼠牙槽骨吸收增多。(3)免疫组化染色和RT-qPCR显示Robo1敲低后,小鼠牙周炎组织中巨噬细胞和M1巨噬细胞数量增多,促炎因子TNF-α、IL1-β、IL6的表达上调,炎症加剧;体外 Trans-well、Western Blot、RT-qPCR 显示 BMMs 迁移能力增强,M1巨噬细胞标志物iNOS表达上调,相关促炎因子表达上调;(4)Trap染色显示Robo1敲低后牙周炎组织中破骨细胞数量增多,体外BMMs破骨分化能力增强,破骨相关因子表达上调;(5)转录组测序结果显示Robo1敲低后BMMs中破骨分化相关通路被激活,其中MAPK磷酸化水平增高,体外经过Western Blot验证在MAPK家族中只有JNK信号差异明显,而ERK和p38则无明显差异;(6)JNK信号抑制剂SP600125的使用恢复了 Robo1/2+/-小鼠牙槽骨吸收增多和BMMs破骨分化增强的现象。(7)Robo1敲低后BMMs中Rasd1和Ar15c表达上调,JNK磷酸化水平上升;抑制Rasd1,Ar15c表达下调,JNK磷酸化水平恢复,巨噬细胞破骨分化能力恢复;抑制Ar15c,同样JNK磷酸化水平恢复,并且巨噬细胞破骨分化能力恢复。结论相比健康人牙周组织,临床患者发生牙周炎时,牙周炎组织中Robo1表达下调;在小鼠Robo1敲低后牙槽骨吸收增多,BMMs中Rasd1和Ar15c表达上调,JNK磷酸化水平升高,破骨分化能力增强;抑制Rasd1后,Ar15c表达下调,JNK磷酸化水平恢复,并且巨噬细胞破骨分化能力恢复;抑制Ar15c,同样JNK磷酸化水平恢复,巨噬细胞破骨分化能力也恢复。综上本课题得出结论:Robo1通过Rasd1-Ar15c调控JNK磷酸化介导巨噬细胞破骨分化参与牙周炎骨吸收。