*圖源:International Journal of Oral Science
好的牙·訊|近日,一項(xiàng)由首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院、中南大學(xué)口腔頜面再生醫(yī)學(xué)院士工作站、中山大學(xué)光華口腔醫(yī)學(xué)院、北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院、南方科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院等高校聯(lián)合完成的研究成果在國際學(xué)術(shù)期刊《國際口腔科學(xué)》(InternationalJournalofOralScience)上發(fā)表。
該研究系統(tǒng)解析了長鏈非編碼RNA(lncRNA)在人類牙齒發(fā)育中的動態(tài)表達(dá)圖譜及其功能機(jī)制,揭示了lncRNA通過順式調(diào)控機(jī)制驅(qū)動牙齒形態(tài)發(fā)生,并篩選出調(diào)控牙本質(zhì)分化的關(guān)鍵分子DLX6-AS1,為牙齒再生和先天缺牙治療提供了潛在干預(yù)靶點(diǎn)。
*圖源:International Journal of Oral Science
研究團(tuán)隊通過批量RNA測序技術(shù),分析了人類胎兒牙齒發(fā)育晚期蕾狀期、帽狀期及早期鐘狀期的牙上皮(DE)和牙間充質(zhì)(DM)組織,共鑒定出18,978個lncRNA和20,385個信使RNA(mRNA)。
結(jié)果顯示,盡管lncRNA的表達(dá)水平普遍低于mRNA,但其動態(tài)變化與相鄰編碼基因高度協(xié)同。通過順式調(diào)控(即調(diào)控鄰近基因)分析,研究團(tuán)隊篩選出51個與牙齒發(fā)育相關(guān)的關(guān)鍵信號分子(如WNT、BMP)及73個鄰近lncRNA,提示這些lncRNA可能通過調(diào)控WNT(調(diào)控細(xì)胞增殖分化的重要通路)、BMP(骨形態(tài)發(fā)生蛋白)等信號通路參與牙本質(zhì)與釉質(zhì)形成。
*圖源:International Journal of Oral Science
進(jìn)一步結(jié)合單細(xì)胞RNA測序和空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),研究發(fā)現(xiàn)了牙上皮中16個、牙間充質(zhì)中8個具有組織特異性的lncRNA。例如,牙上皮中高表達(dá)的PANCR與鄰近的PITX2基因(一種與牙齒畸形相關(guān)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子)共表達(dá);而牙間充質(zhì)中特異性表達(dá)的DLX6-AS1,則與牙冠牙(CDP)的牙本質(zhì)形成密切相關(guān)。
實(shí)驗(yàn)表明,敲低DLX6-AS1后,人類牙胚間充質(zhì)細(xì)胞(hTGMCs)的堿性磷酸酶(ALP)活性顯著降低,牙本質(zhì)涎磷蛋白(DSPP)、轉(zhuǎn)錄因子SP7及堿性磷酸酶基因(ALPL)的表達(dá)量分別下降至對照組的35%、42%和28%。在牙髓干細(xì)胞(hDPSCs)中,DLX6-AS1的缺失同樣導(dǎo)致成牙分化能力受損。
*圖源:International Journal of Oral Science
研究還通過亞群分析識別出內(nèi)釉上皮(IEE)的8個特異性lncRNA和牙冠牙(CDP)的7個特異性lncRNA。例如,LINC00511在IEE中特異性表達(dá),可能參與釉質(zhì)形成;NR2F1-AS1則特異性富集于CDP,或通過調(diào)控成牙相關(guān)基因影響牙本質(zhì)發(fā)育。這些發(fā)現(xiàn)為未來利用lncRNA作為細(xì)胞標(biāo)記物或治療靶點(diǎn)奠定了基礎(chǔ)。
研究指出,盡管多數(shù)lncRNA存在物種特異性,但同源分子在模式動物中的保守性研究將有助于解析其功能機(jī)制。團(tuán)隊下一步計劃構(gòu)建DLX6-AS1的小鼠模型,深入探索其在牙本質(zhì)發(fā)育與再生中的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
該研究繪制了人類牙齒發(fā)育中l(wèi)ncRNA的動態(tài)表達(dá)圖譜,并揭示了其通過順式調(diào)控、信號通路交互等機(jī)制驅(qū)動組織分化和形態(tài)發(fā)生的過程。未來,結(jié)合腺相關(guān)病毒(AAV)載體或外泌體技術(shù)靶向遞送lncRNA,或?yàn)檠例X再生和先天缺牙治療提供新方向。
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