[發明專利]KDM3B基因在間充質干細胞骨向/牙向分化、增殖及遷移趨化中的應用

有效

• 申請號: 202010618971.8
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111979184B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 張建鵬;張琛;刁樹;范志朋;楊昊清
• 申請（專利權）人: 首都醫科大學附屬北京口腔醫院
• 主分類號: C12N5/077
• 分類號: C12N5/077;C12N5/0775
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 潘穎

本發明涉及生物工程技術領域，具體涉及KDM3B基因在間充質干細胞骨向/牙向分化、增殖及遷移趨化過程中的應用。發現KDM3B基因具有正向調控間充質干細胞功能的作用，提供了KDM3B在促進間充質干細胞骨向/牙向分化及增殖、遷移趨化過程中應用的依據，并且基于KEGG數據庫豐富了介導差異表達基因功能的顯著改變的通路，共鑒定出14個與差異基因表達相關的顯著通路，這些通路在KDM3B的功能調控中發揮關鍵作用。通過信號網絡分析構建了一個基于顯著調節的GOs和途徑的相互作用庫，以根據基因相互作用的程度識別12個核心基因，為研究牙根再生種子細胞的改建及調控機制奠定了重要的理論基礎。

技術領域

本發明涉及生物工程技術領域，特別涉及KDM3B基因在間充質干細胞骨向/牙向分化、增殖及遷移趨化過程中的應用。

背景技術

齲病、畸形、外傷等原因可導致年輕恒牙出現不可逆的牙髓炎癥，進而導致牙髓全部 壞死，嚴重者可引發根尖周炎癥，最終影響牙根的正常發育。尚未發育完全的年輕恒牙牙 根短小、根尖孔開放呈喇叭口狀、根管壁薄弱。這類患牙臨床治療難度大，極易發生根折或松動脫落，失牙率高，而且這類患者年齡低，過早失牙會導致全口咬合功能的紊亂、影 響發音及面容形態、甚至影響全身的發育，因此治療并保留這類患牙意義重大。目前主要 的治療方法有根尖誘導成形術、根尖屏障術和血運重建術，但均存在各種不足。因此，我 們迫切需要新的治療技術來改善牙根再發育的問題。近年來間充質干細胞聯合組織工程學 技術促進組織再生的應用成為前沿且重要的科學問題，這也為這類患牙的牙根再生帶來了希望。但其亟待解決的技術關鍵是如何獲得充足的種子細胞以及定向調控間充質干細胞的分化。

牙源性間充質干細胞主要包括根尖牙乳頭干細胞(SCAPs)、牙周膜干細胞(PDLSCs)、 牙髓干細胞(DPSCs)、脫落的乳牙干細胞等(DFSCs)。其中SCAPs是由Sonoyama等分 離未發育完全的人牙根尖牙乳頭組織中獲得。動物實驗研究發現，SCAPs可形成典型的牙 髓牙本質樣結構，與牙髓細胞相比具有更強的增殖和礦化能力。目前有研究發現SCAPs在牙髓壞死和根尖周炎等情況下，是最主要的牙根再發育的前成牙本質細胞，具有強大的增殖能力和成牙本質能力。因此，SCAPs是一種較好的牙齒組織工程種子細胞，具有良好 且廣闊的臨床應用前景。但其來源有限，且定向分化的分子機制仍不清楚。

從屬于表觀遺傳修飾范疇的組蛋白甲基化在調控間充質干細胞定向分化過程中起著 重要的作用。組蛋白甲基化過程受甲基化轉移酶和去甲基化酶的共同調節，參與一系列生 物學過程。其中組蛋白去甲基化酶能通過改變組蛋白甲基化修飾狀態參與基因表達的調 控。組蛋白去甲基化酶最大的家族包含Jumonji C(JmjC)結構域酶，包括KDM2-7亞家族； 這些組蛋白去甲基化酶被認為具有以維持細胞命運和基因組穩定性的作用。目前已知KDM2A通過下調H3K26me2/3甲基化水平的抑制SCAP骨向/牙向的分化能力，卻促進了 其增殖能力。同樣KDM2B抑制SCAP的骨、牙本質分化和軟骨分化潛能。KDM4B和 KDM6B促進人骨髓間充質干細胞的成骨分化，并且KDM4B受DLX5激活，促進SCAP 的骨向/牙向分化潛能。而KDM5A調控BMP2達到對骨髓間充質干細胞的骨向分化的抑制 作用。KDM3B又稱JMJD1B，其基因位于人類5q31染色體區，促進肝臟組細胞的細胞周 期蛋白CyclinD1和增殖因子CDC123的表達。并且KDM3B的缺失導致細胞的快速死亡 和基因表達的紊亂。敲除KDM3B損害對造血干細胞分化和發育重要基因的激活。然而 KDM3家族對牙源性間充質干細胞的功能調控作用還未被挖掘。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了KDM3B基因在間充質干細胞骨向/牙向分化、增殖及遷移趨 化過程中的應用。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了KDM3B在制備促進間充質干細胞的定向分化和/或組織再生功能的增 強劑中的應用。

在本發明的一些具體實施方案中，所述定向分化包括成骨/成牙。