Scara5在制备促进牙源性组织损伤修复的药物中的应用制造技术

本发明专利技术公开了Scara5在制备促进牙源性组织损伤修复的药物中的应用，属于生物医药领域。本发明专利技术以Scara5为标记的细胞亚群在牙源性组织中有特异性谱系命运提出Scara5作为牙源性组织间充质干细胞的生物标志物用于分选牙源性组织间充质干细胞，还提出Scara5+牙源性间充质干细胞亚群用于制备牙源性组织损伤修复的药物，特别是用于制备牙周病、牙髓病、牙槽骨骨缺损、牙槽骨骨吸收、牙槽骨骨坏死的疾病的干细胞药物，通过探索牙源性组织损伤修复过程中发挥关键作用的细胞亚群，为开发新药提供新的选择。新的选择。新的选择。

【技术实现步骤摘要】
Scara5在制备促进牙源性组织损伤修复的药物中的应用


[0001]本专利技术属于生物医药领域，具体涉及Scara5在制备促进牙源性组织损伤修复的药物中的应用。

技术介绍

[0002]牙齿结构成分复杂，由多种软、硬组织交织层叠构成、彼此沟通协同互作。健康的牙髓及牙周膜作为牙齿的软组织，是口腔进食、咀嚼、发音等功能的基础，同时也影响颜面美观。牙源性软组织损伤将严重影响后期种植修复的成功率、正畸牙移动效率及牙周健康，给患者造成巨大的美学、功能及口颌健康隐患。牙槽骨作为牙齿支持组织，而在力学响应种发挥重要作用。因此，探索牙源性组织有序快速愈合的关键因素，已成为当今以高效、健康、功能、美学为导向的口腔临床治疗中亟待解决的重要问题。
[0003]牙源性组织损伤愈合是多种细胞有序协同作用的结果，是一个复杂而又完善的生物学过程，需要众多细胞类型和多个信号机制的协同互作以及精细调控，其参与的细胞类型包括：干细胞、成骨前体细胞、血管内皮细胞、炎症免疫细胞及其他支持性细胞等细胞成分，也涉及了细胞外基质、外泌体、细胞因子等分泌性因子与细胞间交互对话等转导系统。在组织损伤修复的过程中，发挥主要作用的细胞类型是什么？其发挥作用的是具体分子机制是什么？以组织损伤为切入点，深入探讨维持组织形成及改建平衡的关键细胞亚群及调节机制，利于寻找牙周
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牙髓损伤、牙槽骨损伤修复的干预靶点，为新药物的开发创造可能，以此种子细胞为医疗器械新材料的研究和验证提供科学依据，为治疗牙周病提供重塑新思路。
[0004]由于技术的限制，既往研究大多只能够对某一种基因进行功能研究，而无法对表达某一基因的特定细胞亚群进行分析研究，例如BSP、PTHrP等成骨关键基因的敲除可能会导致拔牙窝愈合不良，然而，具体BSP是否能定义该细胞性质尚不清楚。单细胞测序(scRNA
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seq)的出现突破现有技术的瓶颈，能够根据转录组对每一个细胞进行精确分群，从所有细胞中通过基因表达将特定功能的细胞亚群区分区别。在单细胞测序技术的支持下，筛选与鉴定细胞亚群并研究其在特定环境下的谱系发生和命运转归成为可能。
[0005]谱系示踪技术允许利用关键基因对单个细胞及其全部后代进行标记及鉴定，是深入研究特定干预下的细胞分化谱系的绝佳工具。已有文章报道在骨髓、视网膜，乳腺中明确特殊功能的关键细胞亚群：Lepr
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BMSCs亚群的发现为急性髓系白血病损伤成骨分化提供重要的研究靶，Procr
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胰岛细胞亚群更是成功在体外再生胰腺组织，治疗糖尿病小鼠，通过探索主导牙槽骨损伤的关键细胞亚群及关键分子、调控网络，旨在寻找新的干预靶点，进一步开发促进牙源性组织损伤修复的新药物及治疗策略。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的不足，本专利技术的第一方面是提供Scara5作为牙源性组织间充质干细胞的生物标志物的应用，特别是在制备牙源性组织间充质干细胞的标记物中的应用，
Scara5在牙源性组织间充质干细胞中特异性表达。
[0007]作为优选，所述牙源性组织包括牙周、牙髓和牙槽骨。
[0008]本专利技术的第二方面是提供一种Scara5+牙源性间充质干细胞亚群，通过对牙源性组织细胞进行分选，获得Scara5标记物呈阳性的细胞得到。
[0009]本专利技术的第三方面是提供所述Scara5+牙源性间充质干细胞亚群在制备促进牙源性组织损伤修复的药物中的应用。
[0010]作为优选，所述牙源性组织损伤包括牙周膜损伤、牙髓损伤和牙槽骨损伤。
[0011]本专利技术的第四方面是以Scara5为特异性表达的牙源性间充质干细胞在制备促进牙源性组织损伤修复的药物中的应用。
[0012]作为优选，所述牙源性组织损伤包括牙周膜损伤、牙髓损伤和牙槽骨损伤。
[0013]本专利技术的第五方面是提供所述Scara5+牙源性间充质干细胞亚群在制备牙周病、牙髓病、牙槽骨骨缺损、牙槽骨骨吸收、牙槽骨骨坏死疾病的干细胞药物中的应用。
[0014]与现有技术相比，本专利技术发现Scara5在牙源性组织间充质干细胞中特异性表达，从而提出Scara5作为牙源性组织间充质干细胞的生物标志物的应用，特别是用于制备牙源性组织间充质干细胞的标记物。进一步，Scara5用于制备促进间充质干细胞介导的牙源性组织损伤修复的药物，以及Scara5特异性表达的间充质干细胞用于制备促进牙源性组织损伤修复的药物，通过探索主导牙源性组织损伤的关键细胞亚群，为开发促进牙源性组织损伤修复的新药物提供新的选择。
附图说明
[0015]图1为实施例中人牙周膜单细胞图谱发现关键亚群；A：单细胞测序UMAP分析展示人牙周膜细胞分群情况；B：单个基因UMAP图显示已知牙周膜细胞类型代表性标记基因的表达水平，颜色从蓝色到红色，表示相对基因表达水平从低到高，Vlin图显示该基因在每种细胞类型中的表达水平；C：人牙周膜单细胞图谱的三维空间展示；D：细胞类型富集基因热图；每一列代表一个细胞类型，每一行代表一个签名基因，从紫色到黄色的颜色表明相对基因表达水平从低到高；E：UMAP图显示单个基因表达水平。
[0016]图2为实施例中cluster 9亚群表达标志基因Scara5；A：亚群标志基因Scara5着色图，从灰色到红色的颜色表示相对基因表达水平从低到高；B：Vlin图显示该基因在每种细胞类型中的表达水平；C：人牙及牙周支持组织Scara5免疫组织化学染色；D：小鼠牙及牙周支持组织Scara5免疫组织化学染色。
[0017]图3为实施例中单细胞测序分析，表明Scara5
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细胞亚群可能是牙周膜组织成纤维细胞的直接前体细胞；A：Monocle 2分析成纤维细胞群体与Scara5
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细胞亚群的发育轨迹；B：拟时序显示时间轨迹从深蓝到浅蓝(右图)；C：各亚群随时间轴分化轨迹预测。
[0018]图4为实施例中H11
ZsGreen
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LSL
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tdTomato
、Scara5
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Cre
ERT2
小鼠构建及验证；A：采用CRISPR/Cas9技术对Scara5进行基因编辑构建Scara5
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Cre
ERT2
小鼠；B：Scara5
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Cre
ERT2
小鼠鉴定策略；C：Scara5
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Cre
ERT2
小鼠基因型鉴定电泳图；D：Scara5
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Cre
ERT2
小鼠基因型鉴定测序结果；E：H11
ZsGreen
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tdTomato
、Scara5
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Cre
ERT2
小鼠他莫昔芬诱导策略；F：H11
ZsGreen
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tdTomato
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.Scara5作为牙源性组织间充质干细胞的生物标志物的应用，其特征在于，Scara5在所述牙源性组织间充质干细胞中特异性表达。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，Scara5用于制备牙源性组织间充质干细胞的标记物。3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述牙源性组织包括牙周、牙髓和牙槽骨。4.一种Scara5+牙源性间充质干细胞亚群，通过对牙源性组织细胞进行分选，获得Scara5标记物呈阳性的细胞得到。5.权利要求4所述Scara5+牙源性间充质干细胞亚群在制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：江凌勇，徐弘远，代庆刚，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，
类型：发明
国别省市：