王松灵教授团队《Bone Research》揭示miRNA通过外泌机制精准调控牙齿形态发育
2018年9月,口腔医院/基础医学院王松灵教授团队在《Bone Research》(IF:9.051)上发表了题为"Mandible exosomal ssc-mir-133b regulates tooth development in miniature swine via endogenous apoptosis"的论文。文章阐释了在大型哺乳动物模型中,研究团队首次发现一个重要的功能性miRNA,以外泌体形式分泌,并通过与靶细胞抗凋亡蛋白形成调控网络,调控牙胚的早期发育。王松灵教授与口腔医学院出站博士后、西安交通大学李昂教授为共同通讯作者。
牙缺失是人类的常见病、多发病,生理性的“牙齿再生”修复一直是口腔医学乃至整个再生医学领域关注的热点和重点问题。美、英、日等发达国家已将“牙再生”列入国家重大研究规划。近年来,基于发育模式的牙再生策略虽然取得了重大进展,但这种再生策略必须建立在对牙发生、发育机理深入研究的前提上,因此对于牙发生发育的研究仍非常具有挑战性。牙齿发育涉及众多生物大分子的四维时空表达,在相关基因庞大而精细的调控网络中,非编码RNA扮演着不可或缺的角色,一直是该领域的重要研究方向之一。
王松灵教授团队利用课题组建立的小型猪牙齿发育研究平台,围绕牙发生、发育的分子机制开展了大量相关研究。在本项研究中,研究团队首次阐明了颌骨中的mir-133b信号,是以外泌体形式传递到发育中的牙胚;抗凋亡蛋白家族成员Mcl-1是mir-133b的下游靶基因之一,mir-133b能与其直接结合,并通过负向调控Mcl-1的表达促进细胞凋亡,从而对牙齿形态发生起到调控作用;中断该信号传递会造成牙齿形态发生障碍。该研究首次证实,在发育过程中,颌骨可通过与牙齿间的信号传递,精确调控牙齿的形态发生。该发现强调了发育过程中颌骨和牙齿这两种组织间的信号通讯对于正常牙齿发育的重要性,揭示了预防和治疗异常牙齿形成的可能机制。
美国骨科研究学会(Orthopaedic Research Society ,ORS) 前主席、罗切斯特大学医药及牙科学院骨科教授Edward Puzas为该篇文章撰写了评论。他认为,虽然一些调节性miRNA通路在鼠类物种中已经阐明,但它们在大型哺乳动物以及最终与人类之间有多大关系尚不清楚,该项研究在描述大动物模型中控制牙齿发育的因素方面迈出了重要一步。同时,该项研究中最有趣和有意义的观察是凋亡信号组织间的传递机制;该研究提供了可靠的证据,表明下颌骨通过表达控制牙齿发育的下颌骨特异性miRNA ssc-mir-133b提供关键的凋亡信号。该研究的发现不仅在牙齿发育中发现了新的调节机制,而且加深了我们对非蛋白调节因子是如何在细胞-细胞通讯中扮演重要角色的理解。
miRNA调控牙齿发育的研究方兴未艾,但目前已发现的、具有较为明确功能的牙齿发育相关miRNA仅有3个,其中包括本课题组报道的、唯一一个在大型哺乳动物模型中被发现的、能通过Mcl-1参与牙齿形态发育调控的ssc-miR-133b。该研究成果为未来“牙再生生物工程”领域,创建一套利用miRNA调控牙齿形态发生的策略和技术提供了可能性。
该项研究成果不仅为世界口腔医学领域的研究做出了贡献,同时也展示了我校口腔医学研究方面的实力,相信学校更多优秀的科研成果将造福人民,助力首医综合实力不断提升。