一种新的piRNA介导的表观遗传轴:piR-36241通过沉默人牙髓干细胞中的保护性受体ADGRG2加重牙髓炎

A Novel piRNA-Mediated Epigenetic Axis: piR-36241 Exacerbates Pulpitis by Silencing the Protective Receptor ADGRG2 in Human Dental Pulp Stem Cells

作者信息Wenmian Huang, Yue Chen, Ye Jiang, Mianfeng Yao, Lihong Wu, Xuechao Yang
PMID42290388
发布时间2026-06-15
DOI10.1111/iej.70199

实验完整度

高

含人牙髓组织测序与临床样本、小鼠牙髓炎模型、HDPCs体外模型,并进行双荧光素酶、功能获得/挽救验证机制

主要模型

人牙髓炎患者牙髓组织与健康对照牙髓组织 C57BL/6小鼠牙髓炎模型 LPS刺激的人牙髓细胞(HDPCs) HEK-293T细胞(双荧光素酶报告基因实验)

重点核对

人牙髓组织样本:9例牙髓炎第三磨牙来自9例患者,27颗健康前磨牙来自9名健康个体(每人3颗),年龄18–60岁,排除糖尿病、高血压、心脏病等系统性疾病 小鼠模型:48只雄性C57BL/6小鼠(6周龄,20–25 g),实验组n=24、对照组n=24,1%戊巴比妥钠(0.13 mg/kg体重)腹腔麻醉,双侧上颌第一磨牙开髓,牙髓炎组开髓8 h后取上颌第一磨牙,对照组开髓后立即处死 体外模型:HDPCs(第3–5代)以1×10^5细胞/孔接种六孔板,培养至80%融合后,无血清培养基中含1 μg/mL LPS(Escherichia coli O111:B4, L2630, Thermo Fisher)处理24或48 h 转染条件:piR-36241 mimic/inhibitor、siADGRG2及各自阴性对照,使用Lipofectamine 2000,终浓度100 nmol 双荧光素酶分组:ADGRG2 3'UTR-WT+mimic-NC、ADGRG2 3'UTR-WT+piR-36241 mimic、ADGRG2 3'UTR-MUT+mimic-NC、ADGRG2 3'UTR-MUT+piR-36241 mimic,转染HEK-293T细胞 qRT-PCR内参:piRNA以U6为内参,靶基因以GAPDH为内参;统计采用双尾Student's t检验,p<0.05为显著,所有实验至少重复三次

摘要

背景:牙髓炎是一种常见的炎症性牙科疾病,主要由细菌感染引起,但其表观遗传调控机制仍知之甚少。PIWI相互作用RNA(piRNA)是一类已知维持基因组稳定性的小非编码RNA,尚未在牙髓炎背景下被研究。目的:本研究旨在分析牙髓炎中的piRNA表达模式,并阐明特定piRNA——piR-36241及其靶基因ADGRG2在疾病进展中的功能作用和潜在机制。方法:对不可逆性牙髓炎患者和健康对照者的牙髓组织进行piRNA和mRNA测序。通过生物信息学预测潜在的piRNA靶点。使用双荧光素酶报告基因实验、实时定量PCR(qRT-PCR)、荧光原位杂交(FISH)、Western blot(WB)、苏木精-伊红染色(HE)、免疫组织化学(IHC)和酶联免疫吸附实验(ELISA)验证piR-36241与孤儿黏附G蛋白偶联受体(GPCR)ADGRG2的3′UTR之间的相互作用。通过功能获得和挽救实验,在LPS刺激的人牙髓细胞(HDPCs)中进行功能分析。结果:我们鉴定出牙髓炎中独特的piRNA表达谱,有21个piRNA差异表达。piR-36241显著上调。它直接靶向ADGRG2的3′UTR并抑制其表达。ADGRG2被认为具有保护和稳态功能,在牙髓炎组织和LPS诱导的HDPCs中下调。过表达piR-36241抑制ADGRG2表达并促进促炎细胞因子(IL-6、IL-8)的分泌。相反,敲低ADGRG2同样增强炎症反应。挽救实验表明,piR-36241主要通过沉默ADGRG2来调节炎症。结论:我们的研究揭示了牙髓炎中一种新的致病轴,即piR-36241上调通过抑制保护性受体ADGRG2加重炎症进展。这些发现首次提供了牙髓炎中piRNA介导的表观遗传调控的证据,并强调piR-36241/ADGRG2通路作为保持牙髓活力的潜在治疗靶点。

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
牙髓炎中piRNA的表达模式如何,特定piRNA piR-36241及其靶基因ADGRG2在疾病进展中的功能作用和潜在机制是什么?
核心机制
piR-36241直接靶向ADGRG2的3′UTR并抑制其表达,ADGRG2下调解除对炎症的保护性调控,从而促进IL-6、IL-8等促炎细胞因子分泌,加重牙髓炎进展。
主要证据
人牙髓炎组织与健康对照的piRNA/mRNA测序及qRT-PCR、小鼠牙髓炎模型、LPS诱导的HDPCs体外模型、双荧光素酶报告基因实验证实直接结合、FISH显示胞质定位、Western blot、IHC、ELISA,以及piR-36241 mimic/inhibitor和siADGRG2的功能获得与挽救实验。
研究意义
首次提供牙髓炎中piRNA介导的表观遗传调控证据,揭示piR-36241/ADGRG2通路作为保持牙髓活力的潜在治疗靶点。

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

临床样本采集与组织病理验证

确认牙髓炎组织病理特征及炎症标志物表达。

采集人牙髓炎及健康对照牙髓组织,进行H&E染色和IHC检测IL-6、IL-8。

2

piRNA与mRNA测序及差异表达分析

分析牙髓炎中piRNA表达谱及预测靶基因。

对6例患者和8例健康对照牙髓组织进行piRNA和mRNA测序,用miRanda和RNAhybrid预测靶点,Cytoscape构建网络。

3

piR-36241及靶基因在临床与动物模型中的验证

验证piR-36241及其靶基因在牙髓炎中的表达变化。

RT-qPCR检测人牙髓组织和鼠标本中piR-36241及候选靶基因表达。

4

ADGRG2的筛选与验证

筛选并验证piR-36241的关键靶基因。

LPS处理HDPCs,FISH检测piR-36241定位,RT-qPCR、Western blot、IHC检测靶基因和蛋白表达。

5

piR-36241与ADGRG2直接结合验证

验证piR-36241是否直接靶向ADGRG2 3′UTR。

双荧光素酶报告基因实验,构建ADGRG2 3'UTR-WT和MUT,与piR-36241 mimic共转染HEK-293T细胞。

6

piR-36241功能获得与缺失实验

验证piR-36241对ADGRG2及炎症因子的调控。

在LPS-HDPCs中转染piR-36241 mimic或inhibitor,RT-qPCR、Western blot、ELISA检测ADGRG2、IL-6、IL-8。

7

ADGRG2敲低及挽救实验

验证ADGRG2在piR-36241调控炎症中的介导作用。

siADGRG2敲低,单独或与piR-36241 inhibitor共处理LPS-HDPCs,检测IL-6、IL-8。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
TrizolInvitrogen--
PrimeScript RT试剂盒TaKaRa--
TB Green Premix Ex Taq IITaKaRa--
α-MEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
I型胶原酶Gibco--
Dispase酶Yuanye--
磷酸盐缓冲液Gibco--
脂多糖(大肠杆菌O111:B4)Thermo FisherL2630
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher--
RIPA裂解液Beyotime--
PMSFSigma--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
SDS-PAGE凝胶Epizyme--
抗GAPDH抗体Proteintech--
抗ADGRG2抗体Abnova--
BeyoECL Plus底物Beyotime--
IL-6抗体Proteintech--
IL-8抗体Proteintech--
ADGRG2抗体Affinity Biosciences--
柠檬酸盐缓冲液Beyotime--
过氧化氢Boster--
牛血清白蛋白Boster--
辣根过氧化物酶标记二抗Proteintech--
ELISA试剂盒FindTest--
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Beyotime--
FISH试剂盒Servicebio--
Cy3标记的piR-36241探针Servicebio--
EDTA脱钙液----
二甲苯Chongqing Chuangdong Chemical CO. LTD--

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
人牙髓样本采集与临床分组
牙髓炎患者与健康对照的纳入排除标准、样本量、年龄范围、取材部位
阅读提示:Methods 2.1 Sample Collection,Table S1
小鼠牙髓炎模型建立
小鼠品系、周龄、体重、性别、数量、麻醉剂及剂量、开髓方式、开髓后时间点、对照组处理
阅读提示:Methods 2.3 Construction of Mouse Pulpitis Model
LPS诱导HDPCs体外炎症模型
细胞代次、接种密度、LPS来源、浓度、处理时间、血清条件
阅读提示:Methods 2.5, 2.6
细胞转染与功能实验
转染试剂、终浓度、mimic/inhibitor/siRNA序列或来源、对照设置
阅读提示:Methods 2.11 Transient Cell Transfection
双荧光素酶报告基因实验
载体构建、突变位点、细胞系、四组分组、检测试剂
阅读提示:Methods 2.12 Dual-Luciferase Reporter Assay