Caveolin-1、CD147和MMP-2在小鼠下颌第一磨牙牙胚及成釉细胞系中表达的研究

摘要

牙齿是胚胎时期牙源性上皮与颅神经脊来源的牙源性间充质相互诱导和作用的结果，大量信号分子参与其中构成了复杂的信号网络系统，对牙齿发育调控机制的认识将对牙组织工程学研究进展起到决定性作用。细胞信号转导是胞膜窖/窖蛋白-1（Caveolae/Caveolin-1）最重要的生理功能之一。基质金属蛋白酶-2（MMP-2）和细胞外基质金属蛋白酶诱导物（EMMPRIN/CD147)可能共同参与上皮组织和外胚间充质之间基底膜的降解，使基底膜两侧的细胞相互接触，传递信号，诱导牙齿硬组织的发育；有研究显示CD147分子结构在细胞外的2个免疫球蛋白区分别具有激活MMPs和结合Caveolin-1的活性。本课题组前期的免疫组化研究发现：小鼠胚胎期E14.5、E16.5、E18.5天和出生后两天（PN2）的下颌第一磨牙牙胚中均有Caveolin-1、CD147及MMP-2表达，提示三者参与小鼠下颌第一磨牙牙胚的发育。但是，针对牙齿发育过程中釉质形成细胞中Caveolae的形态学观察及Caveolin-1、CD147和MMP-2之间的相互关系仍不清楚。
　　目的：
　　1.观察牙胚发育过程中牙胚上皮细胞Caveolae的形态学变化，为Caveolae/Caveolin-1在牙胚发育中的作用提供组织形态学参考。
　　2.检测不同发育阶段的小鼠牙胚组织中Caveolin-1、CD147和MMP-2的mRNA表达水平，探讨在牙胚发育过程中三者在转录水平的变化，为进一步研究其在牙胚发育中的作用提供参考。
　　3.体外沉默成釉细胞中Caveolin-1的表达，检测CD147和MMP-2表达量的变化，探讨三者在成釉细胞中的调控关系，为进一步研究牙胚釉质发育过程中三者的调控关系奠定基础。
　　方法：
　　1.在体视显微镜下分离小鼠E14.5、E16.5、E18.5和PN2时期的下颌第一磨牙牙胚，采用常规电镜及免疫电镜方法观察牙胚发育过程中釉质形成细胞内Caveolae的形态及位置变化。
　　2.收集小鼠E14.5、E16.5、E18.5和PN2时期的下颌第一磨牙牙胚，采用实时荧光定量PCR技术定量检测各阶段牙胚组织中Caveolin-1、CD147、MMP-2的mRNA水平，并行统计学分析。
　　3.采用SiRNA技术转染体外培养的成釉细胞，封闭Caveolin-1基因的表达，实时荧光定量PCR技术及免疫印迹分析（western blot）检测干扰效果，并检测干扰之后成釉细胞中CD147和MMP-2的mRNA及蛋白水平的变化，并行统计学分析。
　　结果：
　　1.常规电镜及免疫电镜结果显示：在小鼠E14.5、E16.5、E18.5和PN2时期的下颌第一磨牙牙胚中釉质形成细胞的细胞膜及胞质内均有Caveolae典型的凹陷样结构。
　　2.实时荧光定量PCR结果显示：小鼠E14.5、E16.5、E18.5和PN2时期的下颌第一磨牙牙胚中Caveolin-1 mRNA的表达量逐渐增加，CD147mRNA、MMP-2mRNA在蕾状期至钟状早期的表达量没有明显变化，但在钟状后期表达量明显增高。
　　3.转染成釉细胞之后，实时荧光定量 PCR检测Caveolin-1mRNA和MMP-2mRNA的表达量明显降低，CD147mRNA的表达量没有明显变化。western blot检测Caveolin-1、高糖型CD147和MMP-2的蛋白表达量均降低。
　　结论：
　　1.釉质形成细胞的细胞膜及细胞质内存在Caveolae结构，且以独立凹陷状的形式参与成釉细胞的分化及釉质的形成。
　　2.Caveolin-1、CD147和MMP-2表达于发育中的牙胚组织中，提示三者参与牙胚发育过程。
　　3.牙胚发育过程中Caveolin-1可能通过调节CD147的糖基化程度进而影响MMP-2的产生。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

缩略词表

引言

实验一 牙胚发育过程中胞膜窖的形态学观察

1 材料和方法

2 实验结果

3 实验结论

4 实验讨论

实验二 Caveolin-1、CD147、MMP-2的mRNA在牙胚组织中的定量表达

1 材料与方法

2 实验结果

3 实验结论

4 实验讨论

实验三 Caveolin-1的表达对成釉细胞CD147、MMP-2的影响

1 材料与方法

2 实验结果

3 实验结论

4 实验讨论

全文总结

参考文献

附图

综述: Caveolae和Caveolin-1的生物学结构和功能的研究进展

个人简历

致谢