转录组测序技术与口腔疾病牙种植及组织再生(5)

虽然有研究认为lncRNAs、circRNAs和miRNAs参与了牙周膜干细胞成骨分化过程，但关于它们的潜在关联和功能的研究还不多见。竞争性内源RNAs(ceRNAs)通过竞争miRNA反应元件打破miRNA和靶基因之间的平衡，从而调节生理和病理过程，这些ceRNAs包括各种类型的RNA，如lncRNAs、circRNAs、mRNAs等。为了充分了解ceRNA对牙周膜干细胞成骨分化的影响，研究lncRNA/circRNA-miRNA竞争性调控网络至关重要。GU等[64]利用RNA-seq技术研究鉴定了牙周膜干细胞成骨分化过程中lncRNAs、circRNAs和mRNAs的差异表达。通过GO和KEGG通路分析，整合了lncRNAs、circRNAs、miRNAs和mRNAs的ceRNA网络，并探讨其成骨调控机制。研究表明，特异性lncRNAs和circRNAs可能作为ceRNAs促进牙周膜干细胞成骨分化和牙周再生。

目前的研究主要集中在牙髓干细胞表面标志物和其成骨/成牙本质调控因子、牙冠大小和牙根发育调控因素、牙髓干细胞保存、多生牙干细胞再生能力和牙周膜干细胞成骨分化，试图阐述干细胞对于牙再生的作用机制；但是牙再生涉及牙冠、牙根、牙周组织的再生，每一部分涉及的因素都很多。目前的研究结果只是牙再生工程的冰山一角，仍需要大量的研究作为理论支撑以实现牙再生，未来若牙再生工程成功，在口腔医学界将引起不小的轰动。

2.2.5 正畸、种植 纵观目前正畸的基础研究，正畸牙移动的分子生物学研究大多集中在mRNA，对ncRNA的研究鲜见报道，而ncRNA已被证明在癌症、老年痴呆症和牙周炎等疾病的病原学中发挥着重要作用，那在正畸牙移动过程中扮演什么角色呢？HUANG等[65]首次利用转录组测序技术对正畸牙中牙周膜干细胞的mRNA和长非编码RNA(lncRNA)进行测序，并用qRT-PCR验证结果，研究除发现519个与细胞外基质组织、胶原纤维组织和细胞对缺氧反应有关的差异表达的mRNAs外，还发现90个差异显著的lncRNAs，其中72个上调表达，18个下调表达，参与基因转录的调控、转录后调控、剪接以及表观遗传调控和印记等。该研究初步探索了lncRNA在正畸牙运动中的潜在作用，使得正畸学研究进入新领域。在未来，lncRNA很可能被用于调节牙齿运动，以达到治疗目的，如加速正畸治疗、预防正畸诱导的牙根吸收等。PROFF等[2]发表文章及HUANG等[65]的研究让人们第一次注意到正畸学中被忽视的lncRNA。HUANG等[65]对牙周膜干细胞机械压缩过程中差异表达lncRNA可能功能的初步研究，极大的扩展了人们对牙齿运动规律的认识，为未来正畸研究奠定了基础，同时也为正畸医师提供新的治疗方向和诊疗辅助手段。骨皮质切开是促进正畸牙齿移动的一种常用技术，可在无皮瓣反射的情况下诱发局部牙槽骨改建，加速牙齿移动，且不会对患者造成过大创伤[66-67]。然而，骨皮质切开术加速正畸牙移动的潜在机制仍不清楚，通过分析大鼠牙齿移动模型的差异转录组，探讨了骨皮质切开后牙槽组织重塑的机制。骨皮质切开组和未行骨皮质切开组的总mRNA中有399个基因统计学差异显著，选择11个基因进行qRT-PCR验证，结果一致。11个基因中包括Rasgrp2, Rasprp4, Prkcb和Pak2等，这4个基因编码关于Ras信号的4种蛋白，可加速破骨细胞生成，在骨皮质切开组中高表达，因此可以证明骨皮质切开术通过Ras信号通路介导的破骨细胞生成加速正畸牙移动[68]。牙齿缺失是临床常见疾病，随着社会经济的发展，越来越多的人选择种植牙修复缺失牙，但是种植后的成功率受到许多因素影响，如何提高种植成功率是目前面临的一大难题。临床中发现吸烟是导致种植术失败的重要危险因素，但是其机制并不明确。THALJI等[69]在吸烟和非吸烟患者口腔中植入种植体，1周后提取植入物中的RNA进行全基因组微阵列检测，发现在骨结合的早期种植体贴壁细胞基因表达谱没有差异，表明骨结合早期吸烟者和非吸烟者的种植黏附细胞相似，提示未来若研究吸烟是否是牙种植失败的原因，应将观察时间延长，至少超过2周。CHOA等[70]通过转录组学层面发现初级纤毛对成骨细胞在骨-种植体界面感知应变相关的机械刺激至关重要。CALCIOLARI等[71]认为转录组学技术正在成为发现骨形成和骨结合分子机制的强大工具，用于识别特定的信号通路，而这些通路则成为以后治疗的靶向目标。目前对于正畸、种植转录组学研究较少，正畸牙齿移动机制和种植牙骨结合失败的原因仍不清楚，还需要大量研究进行探索。

3 讨论 Discussion

转录组测序技术早在2009年就被认为是科学研究领域一项革命性的技术[72]，给生命科学研究带来无限可能。在数载的发展历程中，RNA-seq成为目前最具优势的转录组测序技术，且被广泛应用于口腔外科学、牙周病学、牙再生医学、牙体牙髓病学、口腔生物学、正畸学和种植学的研究。目前，口腔医学领域中关于牙再生的研究是话题度最高的，且处于初步研究阶段，仍有许多谜题等待探索，比如干细胞分化调控、牙髓血管再生等。RNA-seq可以发现未知基因和稀有基因，这一点对于牙再生领域的研究尤其重要，但是RNA-seq采取的短读长模式容易导致错误的序列组装，且不能发现序列太大的结构变异，因此出现了长读长的测序方法，但是由于吞吐量较低、错误率高且费用昂贵，并没有得到普及。但是测序技术仍在发展，终有一天综合测序技术所有优势的技术会呈现在大家面前。非编码RNA虽然不直接编码蛋白质，但在转录调控过程中起着至关重要的作用，未来的研究还应多关注非编码RNA的转录调控机制，也许会使研究事半功倍。

文章来源：《牙体牙髓牙周病学杂志》 网址: http://www.ytysyzbxzzzz.cn/qikandaodu/2021/0427/413.html