搭建口腔转化医学体内研究平台-小型猪在口腔生物医学的应用

摘要

小型猪因有自身特点和优势已经较广泛应用于生物医学及其转化医学上。我们课题组自上世纪九十年代开始应用中国实验用小型猪动物模型在口腔生物医学及其转化应用上。利用小型猪建立腮腺萎缩动物模型发现腮腺是机体调节代谢硝酸盐的主要器官，转导 sialin（先灵）基因至小型猪腮腺体内验证 sialin 蛋白是哺乳动物细胞膜转运硝酸盐的通道，参与机体一氧化氮的代谢。建立小型猪腮腺放射损伤大型动物模型，在此模型基础上验证水通道基因转导可以明显恢复放射损伤的唾液腺功能，此治疗方法获批美国 FDA 临床试验，在 NIH的临床试验中证明是有效的治疗手段；用小型猪放射损伤模型验证了转导 Shh 基因、纤维母细胞生长因子 2 有增加放射损伤腺体的功能，应用无机硝酸盐及蕾帕霉素均能明显有效预防唾液腺放射损伤，有望为唾液腺放射损伤提供新的防治模式。我们分离鉴定了猪的牙源性干细胞，用自体及异体的牙源干细胞在小型猪成功再生出生物牙根及牙周组织，生物牙根被美国国立牙科博物馆收藏，人牙髓干细胞正在制作为干细胞新药，异体牙髓干细胞有望临床应用来治疗牙周炎，再生生物牙根及治疗免疫性疾病等。小型猪包括全部类型牙齿，是双牙列有乳恒牙替换，与人类牙齿更相似，因此利用小型猪来研究牙发育及再生有自身的优势。本课题组基于小型猪模型研究了双牙列发育时间表和时空发育模式，早期牙胚发育转录组和基因表达谱特点，MicroRNA 及其表达谱特点，牙胚发育中分子表达，乳恒牙替换分子调控机制，基于发育学原理细胞重组小型猪牙再生，为进一步研究小型猪及人类牙发育和替换分子机制及牙再生奠定基础。除上述在小型猪上建立牙周炎及唾液腺放射损伤模型外，还建立了放射性骨坏死及双磷酸盐骨坏死等大型动物模型，用间充质干细胞可以有效治疗再生临床难治性骨坏死。总之，小型猪提供了良好的口腔生物医学及其转化应用的大型动物模式动物，起到搭建口腔转化医学体内研究平台的作用。