Thiamet-G通过调节O-GlcNAc糖基化和炎症促进修复性牙本质形成

Thiamet-G facilitates reparative dentin formation via modulating O-GlcNAcylation and inflammation.

作者信息Elina Pokharel, Tae-Young Kim, Bandana Rana, Je-Hee Jang, Jae-Hee Lee, Seo-Young An, Chang-Hyeon An, Hitoshi Yamamoto, Mee-Seon Kim, Wern-Joo Sohn, Youngkyun Lee, Jung-Hong Ha, Do-Yeon Kim, Jae-Kwang Jung, Jae-Young Kim
PMID41624019
发布时间2026-01-16
DOI10.3389/fphys.2025.1739168

实验完整度

文献包含体外细胞实验(MTS、ALP、RT-qPCR)和体内动物模型(小鼠牙髓暴露),并通过组织学、免疫组化及micro-CT进行功能与机制验证。

主要模型

人牙髓干细胞(hDPSCs) 8周龄雄性ICR小鼠牙髓暴露模型

重点核对

细胞实验中Thiamet-G浓度(1 μM, 10 μM, 50 μM, 100 μM) 体内实验中Thiamet-G浓度为100 μM,局部递送 体内实验中在3天、5天、42天三个时间点进行检测 动物实验使用的样本量(每组5-10只小鼠) 牙本质桥形成评估使用micro-CT和组织学

摘要

O-GlcNAc糖基化是一种由O-GlcNAc转移酶(OGT)和O-GlcNAc糖苷酶(OGA)调控的可逆翻译后修饰,参与多种细胞过程,如增殖、分化和炎症调节。发育研究表明,由OGT介导的适当O-GlcNAc糖基化对牙齿形态发生至关重要。然而,O-GlcNAc糖基化在修复性牙本质形成过程中的功能仍不清楚。为了理解其在再生牙科中的治疗相关性,我们通过体外和体内方法研究了OGA抑制剂Thiamet-G在修复性牙本质形成中的潜力。培养人牙髓干细胞以检测细胞活力、碱性磷酸酶(ALP)活性和修复性牙本质相关基因的mRNA表达。此外,暴露8周龄雄性ICR小鼠上颌第一磨牙的牙髓,并局部递送Thiamet-G进行体内研究。在窝洞预备后3天和5天分析组织学和免疫组织化学变化,并在42天通过组织学和micro-CT评估牙本质桥形成。体外,Thiamet-G处理促进增殖、ALP活性,并上调修复性牙本质相关基因的表达,包括BMP2、BSP、DSPP、OCN和RUNX2。体内,Thiamet-G处理的标本在暴露后3天和5天显示NESTIN、NF-κB、MPO、OPN、RUNX2、TGF-β1和TNF-α的定位改变,提示增强的牙本质再生和调节的炎症。特别地,在42天,Thiamet-G处理的标本显示增强的牙本质桥形成,通过micro-CT成像和组织学证实。结论:Thiamet-G处理通过调节炎症和调控再生信号促进修复性牙本质形成,提示其作为治疗剂的潜力。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
O-GlcNAc糖基化在修复性牙本质形成中的作用及其调控机制是什么?
核心机制
Thiamet-G通过抑制OGA增加O-GlcNAc糖基化,调节炎症反应(降低MPO、TNF-α、NF-κB水平)并激活RUNX2等修复性牙本质相关信号通路。
主要证据
体外实验显示Thiamet-G促进hDPSCs增殖、ALP活性及修复性牙本质相关基因(BMP2、BSP、DSPP、OPN、RUNX2等)表达;体内实验显示Thiamet-G处理增强牙本质桥形成,且调节炎症和修复相关蛋白(NESTIN、TGF-β1等)的定位。
研究意义
作者认为Thiamet-G可能作为治疗剂用于牙髓修复,将其掺入MTA等修复材料中可能通过调节炎症和激活相关信号通路增强疗效。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体外Thiamet-G处理对hDPSCs的影响

评估Thiamet-G对hDPSCs增殖、分化和基因表达的影响

使用不同浓度Thiamet-G处理hDPSCs,进行MTS细胞活力检测、ALP活性检测和RT-qPCR基因表达分析。

2

体内牙髓暴露和药物递送

建立小鼠牙髓暴露模型并局部递送Thiamet-G,评估其对修复性牙本质形成的影响

对8周龄雄性ICR小鼠上颌第一磨牙进行牙髓暴露,局部递送Thiamet-G或DMSO对照,并在3、5、42天后进行组织学、免疫组化和micro-CT分析。

3

组织学和免疫组化分析

评估修复性牙本质形成和炎症相关蛋白的表达和定位

进行HE染色和MTC染色观察组织形态,并使用免疫组化检测NESTIN、TGF-β1、OPN、RUNX2、MPO、TNF-α、NF-κB等蛋白的表达。

4

micro-CT和统计分析

定量评估修复性牙本质形成量并进行统计比较

使用micro-CT成像分析硬组织体积,并进行三维重建和定量计算,然后进行统计检验。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

细胞活力检测
碱性磷酸酶活性测定
基因表达分析
免疫组化分析

产品清单

实验环节名称品牌货号
DPSC生长培养基LonzaPT-4516
α-MEM培养基----
胎牛血清----
L-抗坏血酸----
β-甘油磷酸----
地塞米松----
MTS试剂PromegaG3582
ALP活性检测试剂盒Abcamab83369
RNeasy Micro试剂盒Qiagen74004
Omniscript RT试剂盒Qiagen205111
StepOnePlus实时荧光定量PCR系统----
阿佛丁(三溴乙醇)Sigma AldrichT4802-5G
泊洛沙姆F-127Sigma AldrichP2443-250G
抗NESTIN抗体AbcamAB11306
抗TGF-β抗体Abcamab92486
抗OPN抗体Santa Cruz Biotechnologysc-73631
抗MPO抗体Biossbs-4943R
抗TNF-α抗体Abcamab9739
抗NF-κB抗体Biossbs-50467R
抗O-GlcNAc (RL2)抗体InvitrogenMA1-072
抗RUNX2抗体Abcamab192256
山羊抗小鼠IgG H&L (HRP)Abcamab6789
山羊F(ab')2抗兔IgG F(ab')2 (HRP)Abcamab6112
Skyscan1272微型CTBruker--
DM2500显微镜Leica--
DF310 FX CCD相机Leica--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
体外细胞培养与处理
hDPSCs来源(Lonza)、培养条件(DPSCGM)、Thiamet-G浓度(0, 1, 10, 50, 100 μM)、处理时间(24h、48h、7天、14天)
阅读提示:Methods 2.1-2.4,Figure 1 图例
动物模型与药物递送
动物品系(8周龄雄性ICR小鼠)、牙髓暴露方法(0.6mm球钻和K锉)、Thiamet-G浓度(100 μM)、递送载体(pluronic F-127)、观察时间点(3、5、42天)
阅读提示:Methods 2.5-2.6,Figure 2 图例
组织学与免疫组化
固定、脱钙、包埋等组织处理步骤,切片厚度(7 μm),使用的抗体清单(NESTIN、TGF-β等)、抗原修复和显色条件
阅读提示:Methods 2.7,Figure 3-4 图例
micro-CT评估
扫描参数(如分辨率、电压等)、ROI设定、三维重建软件(NRecon)、样本量(n=3)
阅读提示:Methods 2.8,Figure 2 图例