【研究背景】牙周病是发病率最高的口腔疾病之一,会导致牙龈出血,牙槽骨吸收,牙周袋形成,牙齿松动脱落。牙周洁治和牙周刮治等传统牙周病治疗方法只能延缓牙槽骨的吸收和疾病的进展,无法从根本上改善牙槽骨吸收,并重建已吸收的牙槽骨。而牙周组织再生术通过植入骨或者骨的替代物和膜性材料诱导骨的生成。20世纪70年代末到80年代初,以Nyman为代表的一些学者经过一系列研究发现在牙周组织再生术后的牙周组织修复愈合过程中,只有牙周膜组织具有组织再生能力。2004年Byoung-Moo Seo等从牙周膜组织中分离出了具有多向分化潜能的干细胞——牙周膜干细胞(Periodontal Ligament Stem Cells,PDLSCs)。牙周膜干细胞成为最有潜力成为牙周组织重建的种子细胞。干细胞治疗方法的兴起为牙槽骨的重建带来了新的希望。在炎症状况下细胞内的基因序列并未发生变化,但是基因的表达却与正常细胞有所不同,这种现象与细胞的表观遗传修饰的改变有着紧密联系。表观遗传修饰是对染色体的共价修饰,不引起碱基序列的变化,但是可以导致稳定的可遗传的表型改变[1,2]。组蛋白乙酰化是表观遗传学的一种修饰方式,组蛋白去乙酰化酶(HDACs)移除组蛋白赖氨酸位点的乙酰化基团后使组蛋白与DNA结合变得紧密,阻碍了DNA启动子区域与转录因子的结合,因此抑制了基因的转录。micro RNA(mi RNA)是一类长度在19~25nt的非编码的内源性小分子RNA,它能够靶向与m RNA互补配对,通过抑制靶m RNA的翻译或直接降解靶m RNA,从而负向调控靶基因的表达和功能。有文献报道,HDAC抑制剂作用于人类乳房和肺肿瘤细胞激发了由mi R-15和let-7介导的凋亡机制[3]。这说明了HDACs对mi RNA也有调控作用。刘亚丽等已经证明在炎症微环境下,PDLSCs中TNF-α、mi R-17以及mi R-17的靶基因Smurf1可以形成一个协同的反馈调节,从而调控炎症牙周膜干细胞(Inflammatory PDLSCs,i-PDLSCs)向成骨方向分化[4]。本研究中我们从表观遗传的角度出发,研究HDAC酶对牙周膜干细胞的成骨分化能力的影响并进一步探讨二者之间的影响是否由mi R-17~92家族介导。【研究目的】本研究从表观遗传学的角度入手,首先研究HDAC酶对i-PDLSCs成骨分化的影响,以及进一步探究HDAC酶对i-PDLSCs成骨分化的影响是否由mi R-17~92家族介导。【研究方法】1.q RT-PCR和Western Blotting检测i-PDLSCs与h-PDLSCs中HDAC酶的表达差异。2.转染HDAC9 si RNA后,q RT-PCR,Western Blotting和茜素红染色鉴定i-PDLSCs成骨分化能力。3.转染mi R-20a mimics和inhinitors后,q RT-PCR、Western Blotting和茜素红染色鉴定i-PDLSCs的成骨分化能力。4.转染HDAC9 si RNA后,Taqman PCR检测pri-mi R-17~92的表达变化,q RT-PCR检测mi R-17~92家族成熟体的表达变化,Western Blotting观察细胞内H3K14和H4K16的乙酰化水平。【实验结果】1.PCR检测结果显示,i-PDLSCs中HDAC9的表达较h-PDLSCs升高,其他HDAC酶变化差异没有显著性,Western Blotting检测HDAC9表达的结果与q RT-PCR结果一致。2.转染si RNA沉默HDAC9的表达后,q RT-PCR,Western Blotting和茜素红染色的结果均显示i-PDLSCs成骨分化能力上调。3.i-PDLSCs中转染mi R-20a mimics后,细胞成骨分化能力升高;转染mi R-20a inhinitors后,细胞成骨分化能力降低。4.转染si RNA沉默HDAC9的表达后,i-PDLSCs中pri-mi R-17~92表达升高,mi R-17~92家族成熟体mi R-17,19,20a,92a表达升高,而mi R-18a表达未见明显变化,细胞内H3K14和H4K16乙酰化水平升高。【结论】炎症牙周膜干细胞中HDAC9的表达较健康牙周膜干细胞升高,引起细胞内H3K14和H4K16的乙酰化水平降低,使mi R-17~92家族的表达受到抑制,可能导致了炎症牙周膜干细胞的成骨分化能力降低。