ATF4调控BNIP3线粒体自噬促进牙髓干细胞成牙本质向分化的研究
作者单位：中国医科大学口腔医学院·附属口腔医院牙体牙髓病科辽宁省口腔医学疾病重点实验室
会议名称：《第十六次全国牙体牙髓病学学术大会》
会议日期：2023年
学科分类：1003[医学-口腔医学] 100302[医学-口腔临床医学] 10[医学]
摘 要：目的:探究BCL-2/腺病毒E1B 19-kDa相互作用蛋白3(BNIP3)线粒体自噬调控牙髓干细胞(DPSCs)成牙本质向分化中的作用,及活化转录因子4(ATF4)调控上述过程的分子机制。方法:(1)生物信息学筛选DPSCs成牙本质向分化所涉及的差异表达基因及相关通路后,RT-qPCR、western blot验证关键通路和差异基因。(2)细胞实验中,沉默或过表达BNIP3探究体外环境中BNIP3对DPSCs成牙分化的影响;动物实验模型分析体内环境中BNIP3对DPSCs的分化影响。(3)双荧光素酶报告实验和Chip实验探究ATF4对BNIP3直接调控的分子机制。(4)IF、流式细胞术和seahorse实验探究ATF4-BNIP3对DPSCs内线粒体功能影响。(5)IP-MS筛选ATF4的互作蛋白--核转运蛋白β1(KPNB1)。构建ATF4核定位序列野生型及突变型质粒,明确KPNB1识别ATF4位点和该位点对DPSCs成牙分化的影响。结果:(1)DPSCs成牙本质向分化中自噬通量升高,伴随BNIP3线粒体自噬信号增强;体内、外实验均表明BNIP3同DPSCs成牙分化标记蛋白DSPP、DMP1表达正相关,发挥促DPSCs成牙分化作用。(2)ATF4直接靶向BNIP3启动子区内多个位点激活转录。线粒体功能实验表明ATF4通过BNIP3增加DPSCs线粒体自噬水平、线粒体功能和成牙本质分化潜能。(3)KPNB1识别ATF4后引领其入核,调控BNIP3表达和DPSCs成牙本质分化。结论:ATF4经KPNB1识别其核定位序列后入核激活BNIP3转录,从而优化线粒体功能,促进DPSCs成牙本质向分化。