Повышенная экспрессия miRNA-27a в стволовых клетках пульпы зуба человека оказывает противовоспалительное действие и может способствовать регенерации тканей
Кариес зубов (разрушение зубов) — распространенное заболевание полости рта, которое часто вызывает сильную боль и дискомфорт и может даже привести к потере зубов. В тяжелых и нелеченных случаях бактериальная инфекция в сочетании с иммунным ответом хозяина может вызвать резорбцию кости или разрушение костной ткани в корне зуба. Более того, традиционные методы лечения запущенного кариеса зубов, такие как хирургическое вмешательство, могут привести к дефектам костей, которые потребуют сложных процедур костной пластики.
Основываясь на этих знаниях, инженерия костной ткани и регенерация зубной ткани привлекли внимание исследователей во всем мире. Недавние отчеты показывают, что микроРНК (miRNA) — небольшие некодирующие последовательности рибонуклеиновых кислот — играют ключевую роль в регенерации костной ткани. Однако основные механизмы и пути, регулируемые miRNA, остаются неясными.
Для изучения внутренних процессов, участвующих в восстановлении зубной кости, группа исследователей под руководством доцента Нобуюки Кавасимы, аспиранта Зиниу Ю и профессора Такаши Окидзи из Высшей школы медицинских и стоматологических наук Научного института Токио (Science Tokyo), Япония, провела серию инновационных экспериментов с использованием стволовых клеток пульпы зуба человека (hDPSC) и мышей.
Результаты их исследования были опубликованы в журнале трансляционной медицины .
«hDPSC — это тип мезенхимальных стволовых клеток, которые обладают способностью дифференцироваться либо в одонтобласты, либо в остеобласты, играющие ключевую роль в восстановлении зубной ткани», — объясняет Кавасима.
«В нашем исследовании мы сосредоточились на молекуле под названием miRNA-27a, которая, как мы обнаружили, оказывает противовоспалительное действие, подавляя путь NF-κB, но также может способствовать регенерации тканей, активируя сигнальные пути Wnt и BMP. Сверхэкспрессируя miRNA-27a в hDPSC, мы исследовали, как она может направлять эти клетки к превращению в клетки, формирующие твердую ткань.
Первоначально ученые использовали биоинформатические инструменты для исследования эффектов сверхэкспрессии miRNA-27a в hDPSC. Они определили белок 3, связанный с диккопфом (DKK3), и белок 1, содержащий домен склеростина (SOSTDC1), как основные целевые гены, регулируемые miRNA‑27a.
Помимо DKK3 и SOSTDC1, другие негативные регуляторы сигнального пути семейства сайтов интеграции бескрылого типа (Wnt) играют ключевую роль в формировании новой костной и зубной ткани. В дополнение к ним, включая белок ингибирования оси 2 и аденоматозный полипоз кишечной палочки , также были подавлены в hDPSCs за счет сверхэкспрессии miRNA-27a. Это говорит о том, что miRNA-27a помогает снять эти биологические тормоза, позволяя клеткам более эффективно включать сигналы формирования кости.
Было обнаружено, что помимо стимуляции пути Wnt, miRNA‑27a существенно влияет на одонто/остеобластную дифференцировку hDPSC и активирует путь костного морфогенетического белка (BMP).
Активация путей Wnt и BMP предполагает, что клетки, формирующие твердую ткань, стимулируются посредством дифференцировки hDPSC.
Для подтверждения своих результатов исследователи пересадили коллагеновые каркасы, содержащие экспрессирующие miRNA-27a hDPSC, в искусственные дефекты, введенные в свод черепа мышей. Последующие анализы выявили образование новой костеподобной ткани, которая отсутствовала в контрольной группе.
Кавашима заключает: «Эти результаты свидетельствуют о том, что miRNA-27a может играть ключевую роль в стимулировании образования костноподобной ткани. Это открывает захватывающие возможности для развития регенеративной терапии, направленной на восстановление дефектов зубов и черепно-лицевой области».
Подводя итог, можно сказать, что данное исследование подчеркивает значительный трансляционный потенциал miRNA-27a в стимуляции регенерации зубной ткани.