微小RNA-27a已被证明能够刺激无翅型整合位点家族(Wnt信号通路)和骨形态发生蛋白通路,从而积极促进骨再生,这一点在东京科学研究所的一项最新研究中得到了证实。这些重要发现阐明了在新骨组织发展中至关重要的内在细胞通路和机制,并可能为未来组织再生疗法的设计和开发提供指导。
微小RNA-27a已被证明能够刺激无翅型整合位点家族(Wnt信号通路)和骨形态发生蛋白通路,从而积极促进骨再生,这一点在日本东京科学研究所的一项最新研究中得到了证实。其重要发现阐明了在新骨组织发展中至关重要的内在细胞通路和机制,并可能为未来组织再生疗法的设计和开发提供指导。
龋齿或牙齿蛀洞是一种常见的口腔健康问题,常常会引起显著的疼痛和不适,甚至导致牙齿缺失。在严重且未治疗的情况下,细菌感染与宿主的免疫反应结合可以导致骨吸收,即牙根部骨组织的破坏。此外,针对晚期龋齿的传统治疗,如手术,可能会导致需要复杂骨移植程序的骨缺损。
在此基础上,骨组织工程和牙齿组织再生引起了全球研究人员的关注。最近的报告表明,微小RNA(miRNA)——小型非编码核糖核酸序列——在骨组织再生中发挥关键作用。然而,miRNA调控的潜在机制和通路仍不清楚。
为了研究牙齿骨修复中的内在过程,一组由副教授川岛信幸、研究生于子牛和教授冲智隆组成的研究团队在日本东京科学研究所的医学与牙科研究生院进行了系列创新实验,使用了人类牙髓干细胞(hDPSCs)和小鼠。他们的研究结果于2025年2月16日发表在《转化医学杂志》第23卷第189期上。
“hDPSCs是一种间充质干细胞,具有分化为成牙本质细胞或成骨细胞的能力,这两者在牙齿组织修复中发挥关键作用,”川岛解释道。“在我们的研究中,我们关注了一种叫做miRNA-27a的分子,我们发现它通过抑制NF-κB通路发挥抗炎作用,但也可能通过激活Wnt和BMP信号通路促进组织再生。通过在hDPSCs中过表达miRNA-27a,我们探索了它如何指导这些细胞成为硬组织形成细胞。”
最初,科学家观察到miRNA-27a在致成牙本质细胞/成骨细胞分化的hDPSCs中显著升高。此外,在转染miRNA-27a模拟体的hDPSCs中,成牙本质细胞/成骨细胞标记物的表达和矿化结节形成显著上调。此外,miRNA-27a模拟体在hDPSCs中增加了转录因子7(TCF7)和淋巴增强子结合因子1(LEF1)的mRNA表达,这两个转录因子在Wnt信号通路中至关重要。研究人员识别出与Wnt信号通路相关的负调节因子dickkopf相关蛋白3(DKK3)和含骨骼素结构域的蛋白1(SOSTDC1),作为miRNA-27a调控的主要靶基因。这表明miRNA-27a有助于解除这些生物剎车,使细胞更有效地激活骨形成信号。
除了刺激Wnt通路,miRNA-27a还显著影响hDPSCs的成牙本质细胞/成骨细胞分化并激活骨形态发生蛋白(BMP)通路。Wnt和BMP通路的共同激活表明,成硬组织细胞通过hDPSCs的分化得到了促进。
为了验证他们的发现,研究人员将含有miRNA-27a表达的hDPSCs的胶原支架移植到小鼠的人工缺损颅骨中。随后的分析显示,形成了新的类骨组织,而对照组中并不存在。
川岛总结时强调了该研究的治疗潜力:“这些结果表明,miRNA-27a在促进类骨组织形成方面可能发挥关键作用。这为推进旨在修复牙齿和头面部缺陷的再生疗法开辟了令人兴奋的可能性。”
总之,这项研究强调了miRNA-27a在促进牙齿组织再生方面的重要转化潜力。