牙周重建生物功能与调节通路关键基因的筛选

作者：冯冬菲^*; 何洪旭; 谢琪; 张立立; 周惠; 李威

来源：中国组织工程研究, 2022, 26(02): 253-259.

• 干细胞
• 成骨细胞
• 细胞增殖
• 牙周重建
• 生物信息学
• 生物功能
• 调节通路
• 基因

背景:在牙周重建组织工程学中,包含基因众多且无法通过生物实验逐一验证。借助生物信息学手段,整合分析相关基因,构建牙周重建相关的级联调控通路,从而找到开启牙周重建的关键基因。目的:文章以分析牙周重建生物过程和调节机制为着眼点,旨在筛选出牙周重建过程中关键性的启动基因,为牙周重建治疗寻找理想的基因靶点。方法:(1)采用GO功能注释体系,对参与牙周重建的干细胞分化、骨组织改建以及牙周软组织形成功能的基因做整合分析,找出各功能交集基因;(2)集成TRANSFAC、TarBase、TransmiR、miRTarBase及miRecords数据库,建立"牙周重建相关的级联调控通路",将牙周重建生物学过程内的所有基因映射到调控网络内,用广度优先算法将这一子网内的所有线性通路挖掘出来,找出调控上游基因。结果与结论:(1)干细胞分化、成骨细胞分化/成骨细胞增殖以及成纤维细胞增殖3种生物功能的交集基因是CDK6和SFRP1;(2)级联调控通路中,可以作为上游调控牙周重建的关键基因有3个一级基因:骨形态发生蛋白7、PAX2和SMAD3,有2个二级基因:RUNX2和JUN,有2个3级基因:ESR1和GNAS;上游起始基因多包含在成骨细胞分化/成骨细胞增殖功能过程中;(3)结果证实:SFRP1,骨形态发生蛋白7,PAX2,SMAD3,RUNX2,JUN,ESR1,GNAS基因在牙周重建过程中起关键作用。牙周重建过程极有可能开始于骨组织改建,包括成骨细胞分化和成骨细胞增殖,接下来是成纤维细胞增殖。

• 单位
  哈尔滨市儿童医院