Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ПАРАТГОРМОН-РОДСТВЕННЫЙ ПРОТЕИН. 2-е издание переработанное и дополненное

Курзанов А. Н., Ледванов М. Ю., Быков И. М., Медведев В. Л., Стрыгина Е. А., Бизенкова М. Н., Заболотских Н. В., Ковалев Д. В., Стукова Н. Ю.,

11.1. Роль паратгормон-родственного протеина в процессах морфогенеза и дифференцировки клеток развивающегося зуба

Зубы с основной анатомией, сходной с таковой у позвоночных, впервые появились около 460 миллионов лет назад (Koussoulakou D.S. et al., 2009). Различные аспекты формирования зубов были подробно описаны за последние 150 лет у многих видов, включая людей. Хотя зубные ряды сильно различаются у разных видов, развитие отдельного зуба оставалось одинаковым на протяжении всей эволюции. Развитие зубов иллюстрирует фундаментальные аспекты органогенеза млекопитающих (Peters H. and Balling R., 1999; Weiss K.M. et al., 1998). Все зубы образуются из ротового эпителия и нижележащих мезенхимальных клеток (эмбриональная стромальная ткань). Зубы – типичные примеры органов, в которых гены определяют прогресс развития от инициации до окончательной формы, размера и структуры. Исследования развития зубов у различных животных, включая млекопитающих, а также людей, и, кроме того, у некоторых рыб и рептилий показывают, что в регуляции развития зубов у разных видов участвуют в основном одни и те же гены. Эти гены принадлежат к общему набору инструментов регуляторных генов развития, который сохранился в удивительной степени в ходе эволюции. В настоящее время известно несколько сотен генов, которые регулируют развитие зубов, и было показано, что мутации в десятках этих генов вызывают отклонения в развитии зубов у животных и/или людей. Ключевыми компонентами «программы» процесса формирования зубов являются сигналы, опосредующие связь между клетками и комплексными сетями регуляции генов, в которые интегрированы пути распространения сигналов (Thesleff I., 2014). Сигналы, опосредующие связь между клетками, составляют одну из наиболее важных групп молекул в консервативном наборе инструментов, которые необходимы для клеточной коммуникации у всех животных от мух до человека, а также во всех различных органах, включая зубы. Это семейство костных морфогенетических белков – (BMP), фактор роста фибробластов – (FGF), сигнальные пути IHH-ПТГрП и Wnt, и они также регулируют развитие зубов. Эти регуляторные сигналы функционируют в сложных сетях, характеризующихся обилием активаторов или ингибиторов. Кроме того, множественные специфические ингибиторы всех консервативных сигнальных путей были идентифицированы как модуляторы в развитии зубов (Tummers M., Thesleff I., 2009). Развитие зубных рядов представляет собой сложный процесс, который включает в себя серию эпителиально-мезенхимальных взаимодействий с участием факторов роста, факторов транскрипции, сигнальных рецепторов и других морфогенов. Сегодня известно, что существует цепочка реципрокных эпителиально-мезенхимных взаимодействий, которые регулируют морфогенез зубов, а также дифференцировку специфических для зубов типов клеток, включая одонтобласты, амелобласты и цементобласты. Взаимное и последовательное взаимодействие между зубной мезенхимой и эпителием составляет ядро программы процесса формирования зубов. Взаимодействия опосредуются консервативными сигнальными молекулами, активирующими экспрессию специфических транскрипционных факторов, которые, в свою очередь, регулируют экспрессию многих других генов, важных для развития морфогенеза и дифференцировки клеток в развивающемся зубе. Если необходимый компонент программы отсутствует, развитие зуба останавливается (Thesleff I., 2014).

Развитие отдельных зубов связано с инициацией их появления многофакторной регуляцией морфогенеза и цитодифференцировки (Jernvall J., Thesleff I., 2000). Был идентифицирован ряд факторов, связанных с этими процессами (Miletich I., Sharpe P.T; Zhao Z. et al., 2000). Установлено, что гомеобоксный белок MSX1 и фактор транскрипции парных доменов PAX9 участвуют в морфогенезе зубов (Mostowska A. et al., 2003; Lidral A.C., Reising B.C. 2002; Pereira T.V. et al., 2006)) (Доказано взаимодействие между PAX9 и MSX1 в пределах специфичного для зуба сигнального пути BMP4. У людей, гетерозиготной мутации либо в PAX9, либо в MSX1 достаточно для того, чтобы привести к агенезии зубов преимущественно молярного или премолярного типа, соответственно (Kapadia H. et al., 2007). Синергические и антагонистические взаимодействия сигнальных молекул, включая и BMP и FGF, рекурсивно участвуют в индукции локализованных ответов в соседнем слое ткани (мезенхима или эпителий на разных фазах одонтогенеза эти секретируемые факторы роста оказывают различное влияние и в то же время они регулируются различными вышестоящими факторами. Мезенхимальные транскрипционные факторы Msx1 и Pax9 первоначально регулируются эпителиальными FGF и BMP, но впоследствии они функционируют выше этих сигнальных молекул. Этот каскад обеспечивает молекулярную констелляцию посредством которой контролируются взаимные тканевые взаимодействия (Peters H., Balling R., 1999).

Существуют убедительные доказательства того, что ПТГрП, опосредующий эпителиально-мезенхимальные взаимодействия и являющийся регуляторной молекулой развития многих органов и тканей (Martin T.J. et al., 1997; Fhilbrick W.M. et al., 1996) также играет важную роль в развитии зубов. В недавнем обзоре (Курзанов А.Н. и соавт., 2019) был проведен анализ существующей информации о роли ПТГрП и его рецептора PTH1R в формировании и прорезывании зубов. Констатировано, что ПТГрП является локально действующим аутокринным/паракринным лигандом, а передача сигналов его рецептором PTH1R критически регулирует процессы развития зубов. ПТГрП абсолютно необходим для прорезывания зубов (Philbrick W.M. et al., 1998; Kitahara Y. et al., 2002), тогда как PTH1R необходим для формирования корней зубов (Ono W. et al., 2016). Аутокринная регуляция ПТГрП- PTH1R важна для поддержания правильных клеточных судеб мезенхимальных клеток-предшественников зубного фолликула и критически поддерживает прорезывание зубов. ПТГрП-нокаутные мыши скрещенные с трансгенными животными экспрессирующими ПТГрП в хондроцитах демонстрируют развитие аномалий, которые вместе образуют генерализованную эктодермальную дисплазию. Эти диспластические особенности включают множественные аномалии в коже, полное отсутствие развития эпителия молочной железы и нарушение прорезывания зубов (Philbrick W.M. et al. 1996).]. Результаты исследований на мышах получили подтверждение в наблюдениях на людях с неправильным развитием зубов (Wysolmerski J.J. et al., 2001). Мутации в гене PTH1R связаны с первичной недостаточностью прорезывания зубов, вызванной нарушением выдвижения зубов с места их развития в альвеолярной кости до функционального положения в полости рта (Pilz P. et al., 2014).

Развитие ростовых зачатках зубов является классическим примером эпителиально-мезенхимальных взаимодействий (Beck F. et al., 1995; Lee K. et al., 1995; Liu J.G. et al., 1998). В зубных ростовых зачатках ПТГрП экспрессируется в эмалевом органе (эпителиальном компоненте) (Wise G.E. et al., 2000; Yao S. et al., 2007; Kitahara Y. et al., 2002), тогда как его основной рецептор PTH1R экспрессируется в клетках альвеолярной кости, окружающей развивающийся зуб и в зубном фолликуле (мезенхимальные компоненты) и в цементобластах корня зуба (Ouyang H. et al., 2000a; Ouyang H. et al., 2000b; Qian Y., Huang H.Z., 2010; Wise G.E. et al., 2000; Ono W. et al. 2016). В исследовании c использованием in situ гибридизации показано (Beck F. et al. 1995), что мРНК ПТГрП, обильно экспрессируется в развивающихся эмалевых органах зубов крыс. В частности, в шеечном поясе постоянных резцов экспрессия ПТГрП поддерживается на протяжении всей жизни. В зрелых молярах экспрессия этого белка уменьшается до низких уровней и ограничивается остатками эпителиальных клеток островков Малассе и/или цементобластами, которые могут быть получены из них. Ген ПТГрП также экспрессируется на низких уровнях в ткани, лежащей над прорезывающимися молярами, а затем в клетках соединительной ткани эпителиального прикрепления на всех поверхностях зубов. ПТГрП является важным аутокринным/паракринным аттенюатором запрограммированной клеточной дифференциациии, экспрессия которого ограничена эпителиальным слоем при развитии зубов. РНК-рецептора PTH1R, напротив, обнаруживается в зубном сосочке, что указывает на то, что ПТГрП и его рецептор могут модулировать эпителиально-мезенхимальные взаимодействия.

В недавней работе Takahashi A. et al. (2019) представлены результаты исследований мезенхимальных клеток-предшественников зубного фолликула (DF), экспрессирующих ПТГрП (ПТГрП+DF), во время формирования корня зуба с помощью экспериментов по отслеживанию клонов in vivo на основе DF-специфической линии ПТГрП-creER, а также роли PTH1R в этом. процесс путем специфического удаления рецептора в клетках ПТГрП+DF. Авторы показали, что клетки ПТГрП+DF становятся коронковыми цементобластами, фибробластами связок и остеобластами криптальной кости. Удаление PTH1R вызывало изменение трансформации ПТГрП+DF-клеток. Дефицит PTH1R нарушал дифференцировку клеток-предшественников DF в клетки периодонтальных связок, цементобластов и остеобластов альвеолярной кости. PTH1R-дефицит
в мезенхимальных клетках-предшественниках ПТГрП+DF вызывает смещение развития клеток от цементобластов на бесклеточном цементе к цементобластоподобным клеткам, преждевременно образующим клеточный цемент на поверхности корня, что приводит к нарушению правильного формирования пародонта. Эти результаты демонстрируют, что делеция PTH1R в мезенхимальных клетках-предшественниках ПТГрП+DF у мышей приводит к изменению прорезывания зубов и фенотипам корней, которые напоминают условия первичного нарушения прорезывания зубов человека.

Нарушенная аутокринная передача сигналов ПТГрП-PTHR1 изменяет профили экспрессии генов клеток мезенхимных предшественников DF. Дефицит PTH1R индуцировал последовательное изменение транскриптомов мезенхимальных клеток-предшественников DF. Несколько генов, кодирующих регуляторы минерализации, были активированы в PTH1R-дефицитных клетках, экспрессирующихПТГрП, включая кислый фосфопротеин 1 в матрице дентина, секретированный фосфопротеин 1 и интерферон-индуцированный трансмембранный белок 5, что свидетельствует о том, что дефицит PTH1R ускоряет дифференцировку остеобластов/цементобластов из клеток мезенхимальных предшественников DF. Кроме того, фактор транскрипции MADS энхансер 2, полипептид С (MEF2C), предположительно расположенный ниже сигнального пути PTH1R-Gs α-цАМФ-протеинкиназа A (Kozhemyakina E. et al., 2009) был усилен в PTH1R-дефицитных клетках. MEF2C может функционировать в качестве опоры для фенотипов, вызванных дефицитом PTH1R в клетках-предшественниках DF. Нарушение аутокринной передачи сигналов ПТГрП- PTH1R индуцировало ускоренную дифференцировку и образование преждевременного матрикса, предположительно через дефектную ауторегуляцию MEF2C. Эти данные свидетельствуют, что аутокринная передача сигналов ПТГрП- PTH1R подавляет преждевременную активацию белков матрикса кости/цемента в клетках-предшественниках DF путем подавления экспрессии MEF2C, тем самым предотвращая их преждевременную дифференцировку в цементобласты, образующие клеточный цемент, а также поддерживает формирование клееток периодонтальных связок и образование бесклеточного цемента.

В совокупности данные, представленные Takahashi A. et al. (2019) доказывают, что аутокринная регуляция ПТГрП-PTHR1 мезенхимальных клеток-предшественников DF имеет важное значение для поддержания их физиологической судьбы и правильного формирования бесклеточного цемента, периодонтальных связок и криптальной кости, которые составляют функциональный интерфейс зуб-кость. Нарушение этой ауторегуляторной петли вызывает изменения при которых клетки-предшественники DF трансформируются в цементобластоподобные клетки, образующие клеточный цемент, но не превращаются в клетки связок и остеобласты криптальной кости, которые формируют аппарат прикрепления периодонта. Эта патологическая дифференциация связана с повышенной регуляцией белков костного/цементного матрикса и ключевого фактора транскрипции MEF2C. Кроме того, потеря чувствительности к ПТГрП, высвобождаемому из поверхности корня, уничтожает пул связочных клеток, нарушает правильное введение волокон пародонта в цемент, а также развитие остеобластов криптальной кости, что приводит к значительной потере функциональности в аппарате периодонтального прикрепления. Косвенные взаимодействия между ПТГрП+клетками и остеоцитами криптальной кости также могут вносить вклад в этот фенотип, предполагая, что регуляция на основе ПТГрП не может быть полностью аутокринной. Результаты исследования Takahashi A. et al. (2019) в перспективе могут иметь значение для практической медицины поскольку позволяют проводить идентификацию специфических клеточных популяций в зубных фолликулах человека, либо в других источниках мезенхимальных клеток-предшественников. Для этого можно использовать популяций клеток с аналогичными признаками в пульпе зуба, PDL или соединительной ткани в полости рта. Эти группы клеток могут быть затем размножены в культуре и использованы для регенерации периодонта у пациентов. Возможно, регулирование уровня белка ПТГрП in vitro поможет направить фолликулярные клетки-предшественники к судьбе цементобластов. Аутологичные клетки-предшественники с управляемой судьбой будут использоваться в терапевтических подходах при заболеваниях пародонта (Richman J.M., 2019).

В ростовых зачатках зубов крысы ПТГрП и ген его рецептора были обнаружены соответственно в эмалевом органе и зубной мезенхиме (Liu J.G. et al. 1998). Когда эксплантаты мышиных зубов культивировали с антисмысловыми олигодезоксирибонуклеотидами против мышиной мРНК ПТГрП в бессывороточной среде, в зубных ростовых зачатках наблюдалась инвазия костной ткани. С другой стороны у эксплантов, культивированных без олигодезоксирибонуклеотидов выявлены нормальные гистологические структуры, подобные тем, которые наблюдаются in vivo. Эти результаты показали, что ПТГрП необходим для развития зубов и для защиты зубных ростовых зачатков от инвазии костной ткани. На основании этих наблюдений за одонтобластами у нормальных взрослых крыс, а также известной информации об одонтобластах у эмбрионов и неонатальных мышей, предполагается, что ось ПТГрП/PTH1R модулирует дентиногенез у нормальных взрослых грызунов.

По данным гистохимического и ультраструктурного анализа у мышей дикого типа остеокластические клетки были выявлены преимущественно во внутренних локусах альвеолярной кости, окружающих развивающиеся зубные зачатки во всем позднеэмбриональном (после 17,5 дней) периоде (Kitahara Y. et al., 2002). Напротив, остеобласты были преобладающими в соответствующих областях плода ПТГрП-нокаутных мышей. У неонатальных гомозиготных мышей часто обнаруживали, что костные спикулы проникают и/или сжимают эмалевый орган и вызывают частичное разрушение зубных ростовых зачатков. Морфологические аномалии не отмечалась в клетках собственно зубных зачатков. На поверхностях костей при развития зубных зачатков у гомозиготных мышей наблюдались функциональные остеокласты со структурными особенностями, сходными с таковыми у мышей дикого типа. Эти наблюдения показали, что ПТГрП требуется для поддержания подходящего пространственно-временного расположения костных клеток и функции остеокластов, которые необходимы для нормального развития зубных зачатков и альвеолярной кости, окружающих зубные зародыши Продемонстрировано, что дефицит ПТГрП влияет на структуру и функцию остеокластов, исключительно тех, которые расположены вблизи растущего зубного зачатка (Kitahara Y. et al., 2002).

Исследование возможных эпителиально-мезенхимальных взаимодействий провели с использованием трансгенных мышей, у которых конститутивно активный PTH1R нацелен на остеобластные клетки (Calvi L.M. et al., 2004). Эти трансгенные мыши имели выраженный постнатальный костный и зубный фенотип, с нормальным прорезыванием зуба, но аномально расширенные коронки. Была продемонстрирована критическая роль PTH1R в раннем дентиногенезе у новорожденных мышей. Экспрессия трансгенной мРНК была впервые обнаружена при рождении в зубном сосочке и через 1 неделю после родов в одонтобластах. Не было трансгенной экспрессии в амелобластах или в других эпителиальных структурах. Пренатально, трансгенные моляры и резцы не показали никаких значимых изменений. К возрасту 1 недели зубной сосочек был расширен, с дезорганизацией одонтобластного слоя и уменьшенной матрицей дентина. Кроме того, количество точек возврата было аномально увеличено, амелобластический слой дезорганизован, а матрица эмали уменьшилась. Одонтобластическая и амелобластная цитодифференцировка была нарушена. Установлено, что амелобластическая экспрессия Sonic Hedgehog (SHH), основной детерминанты амелобластической цитодифференцировки, была резко изменена в трансгенных молярах. Эти данные свидетельствуют о том, что одонтобластная активация PTH1R может играть важную роль в терминальной одонтобластической и косвенно амелобластической цитодифференцировке и модулировать мезенхимально – эпителиальные взаимодействия на более поздних стадиях морфогенеза и развития зубов. Одонтобластная экспрессия PTH1R имела клеточные эффекты, подобные тем, которые связаны с их действием в остеобластах, включая расширение одонтобластной популяции, задержку созревания и образование аномальных матриц. Амелобластическая дифференцировка также была изменена с помощью одонтобластической экспрессии PTH1R, предполагая, что активация этого рецептора может играть важную роль в опосредовании более поздних эффектов, которые необходимы для терминальной одонтобластической и амелобластической цитодифференцировки (Calvi L.M. et al., 2004).

Гистопатологическое исследование поражений резцов, индуцированных ПТГрП, было выполнено в экспериментах на крысах, у которых моделировали гуморальную злокачественную гиперкальциемию путем имплантации опухолевых клеток (LC-6), экспрессирующих ПТГрП (Kato A. et al., 2003). В ходе 12-недельных наблюдений у подопытных животных макроскопически были обнаружены переломы резцов, а микроскопически выявлены гиперкальцинированный дентин, нити дентина (отростки одонтобластов) с остеодентином и истончение дентина. Гиперкальцифицированный дентин наблюдался как базофильная линия кальцинированного дентина без связанных с ним одонтобластических изменений, тогда как дентиновые нити и истончение дентина происходили с остеодентином и потерей высоты клеток, соответственно. В отличие от гиперкальцифицированного дентина, который распределялся по всему дентину, дентиновые нити и истончение дентина в резце были локализованы в губной области апикальной и средней части зубов, а также в губных и языковых областях средней и режущей области соответственно. Эти результаты свидетельствуют о том, что гиперкальциемия влияет на весь процесс кальцификации, приводящий к гиперкальцифицированному дентину, и что высокие концентрации ПТГрП влияют на селективную популяцию одонтобластов, что приводит к образованию нити дентина и истончению дентина. Формирование нити дентина и истончение дентина также свидетельствуют о том, что ПТГрП также может участвовать в одонтобластическом развитии у крысы. Авторы предположили, что высокая концентрация ПТГрП задерживает дифференциацию субпопуляции одонтобластов до их высокого столбчатого фенотипа и приводит к потере высоты одонобластных клеток и истончению дентина. Эта гипотеза дополнительно подтверждается тем фактом, что в использованной модели поражение одонтобластов у крыс устранялось введением животным антител, нейтрализующих эффекты ПТГрП.

Мониторинг состояния резцов в реальном времени, проведенный этими же авторами (Kato A. et al., 2005a) показал, что переломы нижних и верхнечелюстных резцов произошли с обеих сторон через 7 недель после имплантации опухоли в группе животных с моделированием гуморальной злокачественной гиперкальциемией, но переломы не происходили у крыс контрольной группы, имевших нормальный уровень ПТГрП. Гистопатологическое исследование участков зубов показало два типа различных одонтобластических изменений, классифицированных как снижение высоты одонтобластных клеток и толщины дентина в группе крыс с повышенным содержанием ПТГрП. Гистопатологически одонтобласты потеряли свою поляризованную столбчатую форму и вошли в дентин (остеодентин). Предполагают, что ось ПТГрП/ PTH1R может модулировать дентиногенез у нормальных взрослых грызунов (Kato A. et al., 2005b).

В экспериментах на генетически модифицированных мышах Sun W. et al. (2010) исследовали взаимосвязь дефектов в развитии зубов и нижней челюсти с изменением экспрессии ПТГрП в зубах и нижней челюсти. Полученные результаты показали, что ПТГрП-иммуноположительные клетки в апикальной пульпе и в ядрах клеток эпителиальной оболочки корня зуба, а также уровни мРНК ПТГрП и белка в тканях нижней челюсти, включая зубы, были явно уменьшены у мышей с делецией кальциевого рецептора. Это подтверждают возможность того, что внеклеточный кальций стимулирует продукцию ПТГрП через кальциевый рецептор, дефицит которого способствует низкой экспрессии ПТГрП. Снижение экспрессии ПТГрП в тканях нижней челюсти связано с дефектами развития зубов и нижней челюсти, а усиление экспрессии этого белка нормализует процессы формирования тканей челюсти включая развитие зубов. Это позволило авторам сделать вывод, что ПТГрП может играть локальную анаболическую роль в зубах и костной ткани челюсти и модулировать постнатальное развитие зубов и альвеолярной кости (Sun W. et al., 2010).

Результаты иммуногистохимических исследований, показавшие, что ПТГрП сильно экспрессируется в апикальной пульпе и в ядрах клеток эпителиальной корневой оболочки, позволили предположить, что интракринное действие ПТГрП посредством его пептида ядерной локализации (NLS), взаимодействующего с PTH1R, также локализованным в ядре, имеет решающее значение для формирования зубов (Sun W. et al., 2010). Установлено, что одной из нижестоящих мишеней NLS ПТГрП является Р27, регулирующий клеточный цикл путем ингибирования циклин-зависимой киназы CDK2/cyclin E и блокирования прогрессирования клеточного цикла через переход G1-S. Ранее сообщалось, что p27 играет отрицательную регуляторную роль в формировании дентина и развитии альвеолярных костей (Yin Y. et al., 2014). Однако неясно, был ли p27 вовлечен в регуляцию развития зубов и нижней челюсти опосредованную NLS ПТГрП in vivo. Чтобы выяснить, опосредуется ли действие пептида ядерной локализации ПТГрП и C-домена ПТГрП через p27 в модуляции развития зубов и нижней челюсти Sun W. et al., (2016) провели эксперименты с использованием 2-недельных мышей-мутантных линий. Были использованы мыши, гомозиготные по делеции p27 (p27–/–), мыши, экспрессирующие усеченную форму ПТГрП (1–84), в которой отсутствует пептид ядерной локализации (NLS) и C-концевая область белка, но он может сигнализировать через рецептор клеточной поверхности (PthrpKI/KI),
а также мыши, гомозиготные как для делеции p27, так и для мутации ПТГрП (1–84) (p27–/–PthrpK1/K1). Их зубы и фенотипы дендритных альвеолярных костей сравнивали с мышами p27–/–, PthrpK1/K1 и мышами дикого типа. В более раннем исследовании Miao D. et al. (2008) показано, что у мышей PthrpKi/Kl обнаружены серьезные дефекты в развитии зубов и нижней челюсти, хотя основные механизмы оставались в значительной степени неизвестными. Также сообщалось, что у мышей, экспрессирующих ПТГрП с удаленным фрагментом (67–137), изменяется развитие зубов и костей (Toribio R.E. et al., 2010). Результаты исследования Sun W. et al., (2016) показали, что после удаления p27 у мышей PthrpK1/K1 минеральная плотность нижней челюсти, объем альвеолярной кости, количество остеобластов, объем зубов были значительно увеличены по сравнению с однопометниками PthrpK1/K1, но эти параметры были уменьшены по сравнению с их однопометниками дикого типа. Это позволило констатировать, что NLS ПТГрП способствует дентальной и костной минерализации через интракринный путь. Анализ взаимосвязи влияния делеции p27 у мышей PthrpKI/KI на зубы и челюсть с изменениями уровней экспрессии регуляторов клеточного цикла p27, Bmi-1, cyclin E, CDK2, p16, p19, p53 и p21 свидетельствует, что дефицит p27 улучшает образование зубов и альвеолярных костей челюсти с помощью пула регуляторных факторов и антиоксидантных ферментов. Отсутствие NLS ПТГрП и его C-концевого домена влияет на формирование зубов и альвеолярных костей, которые связаны с повышением уровня экспрессии p27, p16, p19, p21 и p53 и снижением уровня экспрессии Bmi-1, cyclin E, CDK2 и антиоксидантных ферментов. Удаление p27 у мышей частично предотвращало нарушения развития зубов и альвеолярной кости путем снижения уровней экспрессии p16, p19, p21 и p53 и повышения уровня экспрессии Bmi-1, cyclin E, CDK2 и антиоксидантных ферментов. Таким образом показано, что NLS ПТГрП ингибируя p27 тем самым усиливает клеточную пролиферацию, ингибируя апоптоз клеток и увеличивая образование зубов и альвеолярной кости челюсти (Sun W. et al., 2016).

Известно, что cтволовые клетки зубных фолликулов (DFC) могут дифференцироваться в клетки периодонтальной связки, альвеолярные остеобласты и цементобласты. Экспрессирующие ПТГрП клетки зубных фолликулов по-видимому, играют специфическую роль в формировании «бесклеточных» цементобластов и абсолютно нуждаются в передаче сигналов ПТГрП-PTH1R при их правильной дифференцировке. Напротив, «клеточные» цементобласты не требуют передачи сигналов ПТГрП- PTH1R и могут состоять из гетерогенной группы клеток различного происхождения, включая эпителиальные клетки зуба из корневой оболочки (Huang X. et al., 2009) и мезенхимальные клетки зубного сосочка. Оценка влияния ПТГрП на остеогенную дифференциацию DFC в условиях in vitro проводилась на фоне индукции остеогенной дифференцировки DFC дексаметазоном. Установлено, что ПТГрП секретируемый во время остеогенной дифференциации клеток человеческого зубного фолликула ингибирует активность щелочной фосфатазы и экспрессию транскрипционного фактора DLX3, регулирующего остеогенную дифференциацию клеток-предшественников человеческого периодонта (Viale-Bouroncle S. et al., 2012; Klingelhoffer C. et al., 2016). Показано, что фактор роста костного морфогенетического белка (BMP2) индуцирует остеогенную дифференциацию DFC, активируя экспрессию репрессоров сигнального пути IHH, таких как Patched 1, супрессор Fused и ПТГрП и что BMP2 ингибирует IHH-сигнализацию после индукции остеогенной дифференцировки в DFC. Таким образом, ПТГрП регулирует дифференцировку DFC независимо от сигнального пути IHH, который подавляется во время остеогенной дифференциации клеток зубов (Morsczeck С. et al., 2017).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074