Разработка функциональной модели, описывающей влияние сигнальных белков на процесс остеоинтеграции

Разработка функциональной модели, описывающей влияние сигнальных белков на процесс остеоинтеграции

Автор: Баранов Сергей Романович, Лызо Татьяна Сергеевна, Корчагина Анастасия Александровна, Крылова Анна Сергеевна

Журнал: Природные системы и ресурсы @ns-jvolsu

Рубрика: Экология и биология

Статья в выпуске: 3 т.10, 2020 года.

Бесплатный доступ

Дентальная имплантация - довольно популярный метод восстановления утраченного зуба, имеющий явные преимущества, такие как долговечность, прочность, отсутствие дополнительной нагрузки на соседние зубы, а также внешняя натуральность и эстетичность имплантата. Однако, несмотря на новейшие разработки в этой сфере, проблема успешности остеоинтеграции все еще остается, а факторы ее нарушения все еще не ограничиваются только лишь ошибкой стоматолога. В этой связи следует детально изучить действия сигнальных молекул системы «имплантат - кость», чтобы иметь возможность отслеживать правильность протекания всех этапов остеоинтеграции, а возможно и контролировать их. В данной статье представлена функциональная модель с информацией о воздействии сигнальных белковых молекул на остеогенные клетки с подробным описанием действия каждой сигнальной молекулы в каждом подпроцессе остеоинтеграции. На основе собранных здесь данных, при последующих исследованиях можно будет прогнозировать успешность, качество и интенсивность остеоинтеграции. Подробный анализ приведенных здесь данных может помочь свести к минимуму неудачи в сфере дентальной имплантации. В перспективе, следует изучить возможность воздействия на процесс остеоинтеграции путем изменения экспрессии или супрессии отдельных сигнальных молекул. Немаловажно, что при такой терапии можно свести к минимуму влияние несоблюдение рекомендаций врача пациентом на процесс остеоинтеграции. Таким образом исчезнет еще один огромный пласт причин возможного отторжения имплантата.

Еще

Дентальная имплантация, дентальный имплантат, остеоинтеграция, сигнальные молекулы, остеогенные клетки

Короткий адрес: https://sciup.org/149131479

IDR: 149131479   |   DOI: 10.15688/nsr.jvolsu.2020.3.1

Список литературы Разработка функциональной модели, описывающей влияние сигнальных белков на процесс остеоинтеграции

  • Морфологичесукие особенности остеоинтеграции при использовании титановых имплата-тов с биоактивным покрытием и рекомбинантного костного морфогенетического белка / В. В. Ново-чадов, Н. М. Гайфуллин, А. С. Карягина [и др.] // Морфология. - 2016. - Т. 149, № 1. - С. 77-84.
  • Новочадов, В. В. Модели управления в дентальной имплатологии. / В. В. Новочадов, А. О. Зе-кий, А. А. Широкий // Управление развитием крупномасштабных систем. - 2018. - С. 475-478.
  • Остеоинтеграция имплантатов с биоактивной поверхностью, модифицированной напылением хитозана в эксперименте у крыс / В. В. Новочадов, Н. М. Гайфуллин, Д. А. Залевский [и др.] // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. - 2013. - Т. 1, №2. - С. 30-35. -DOI: https://doi.org/10.17816/PAVL0VJ2013230-35.
  • A vitronectin-derived peptide reverses ovariectomy-induced bone loss via regulation of osteoblast and osteoclast differentiation / S. K. Min, H. K. Kang, S. Y. Jung [et al.] // Cell death and differentiation. - 2018. - Vol. 25, № 2. - P. 268-281. -DOI: https://doi.org/10.1038/cdd.2017.153.
  • Coffin, J. D. Fibroblast Growth Factor 2 and Its Receptors in Bone Biology and Disease / J. D. Coffin, C. Homer-Bouthiette, M. M. Hurley // Journal of the Endocrine Society. - 2018. - Vol. 7, № 2. -P. 657-671. -DOI: https://doi.org/10.1210/js.2018-00105.
  • Fibrin Glue/Fibronectin/Heparin-Based Delivery System of BMP2 Induces Osteogenesis in MC3T3-E1 Cells and Bone Formation in Rat Calvarial Critical-Sized Defects / Q. A. S. Wang, Q. He, H. Ten [et al.] // ACS Appl Mater Interfaces. - 2020. - Vol. 12, № 11. - P. 13400-13410. - DOI: https://doi.org/10.1021/ acsami.0c01371.
  • Fibrinogen Induces RUNX2 Activity and Osteogenic Development from Human Pluripotent Stem Cells / F. Kidwai, J. Edwards, L. Zou [et al.] // Stem cells. - 2016. - Vol. 34, № 8. - P. 2079-2089. - DOI: https://doi.org/10.1002/stem.2427.
  • Fibronectins containing extradomain A or B enhance osteoblast differentiation via distinct integrins. / C. Sens, K. Huck, S. Pettera [et al.] // The Journal of biological chemistry. - 2017. - Vol. 292, № 19. - P. 77457760. - DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M116.739987.
  • IL-6 Enhances Osteocyte-Mediated Osteoclastogenesis by Promoting JAK2 and RANKL Activity In Vitro / Q. Wu, X. Zhou, D. Huang [et al.] // Cellular physiology and biochemistry : international journal of experimental cellular physiology, biochemistry, and pharmacology. - 2017. - Vol. 41, № 4. - P. 1360-1369. - DOI: https://doi.org/10.1159/ 000465455.
  • Insulin-like growth factor-1 increases synthesis of collagen type I via induction of the mRNA-binding protein LARP6 expression and binding to the 5' stem-loop of COL1a1 and COL1a2 mRNA / C. D. Blackstock, Y. Higashi, S. Sukhanov [et al.] // The Journal of biological chemistry. - 2014. - Vol. 289, № 11. - P. 7264-7274. - DOI: https://doi.org/10.1074/ jbc.M113.518951.
  • Kirstein, B. Secretion oftartrate-resistant acid phosphatase by osteoclasts correlates with resorptive behavior / B. Kirstein, T. J. Chambers, K. Fuller // Journal of cellular biochemistry. - 2006. - Vol. 98, № 5. -P. 1085-1094. - DOI: https://doi.org/10.1002/jcb.20835.
  • Luyendyk, J. P. The multifaceted role of fibrinogen in tissue injury and inflammation / J. P. Luyendyk, J. G. Schoenecker, M. J. Flick // Blood. -2019. - Vol.133, № 6. - P. 511-520. - DOI: https:// doi.org/10.1182/blood-2018-07-818211.
  • Modulation of tumor necrosis factor related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) receptors in a human osteoclast model in vitro / S. McManus, E. Chamoux, M. Bisson [et al.] // Apoptosis. - 2011. -Vol. 17, № 2. - P. 121-131. - DOI: https://doi.org/ 10.1007/s10495-011-0662-5.
  • Ohshiba, T. Role of prostaglandin E produced by osteoblasts in osteolysis due to bone metastasis / T. Ohshiba, C. Miyaura, A. Ito // Biochemical and Biophysical Research Communications. - 2003. -Vol. 300, № 4. - P. 957-964. - DOI: https://doi.org/ 10.1016/s0006-291x(02)02937-6.
  • Osta, B. Classical and Paradoxical Effects of TNF-a on Bone Homeostasis / B. Osta, G. Benedetti, P. Miossec // Frontiers in immunology. - 2014. - Vol. 5, №48. - P. 1-9. - DOI: https://doi.org/10.3389/ fimmu.2014.00048.
  • Osteoblast Differentiation and Bone Matrix Formation In Vivo and In Vitro / H. C. Blair, Q. C. Larrouture, Y. Li [et al.] // Tissue engineering. -2017. - Vol. 2, № 23. - P. 268-280. - DOI: https://doi.org/ 10.1089/ten.TEB.2016.0454.
  • Osteoclast-Primed Foxp3+ CD8 T Cells Induce T-bet, Eomesodermin, and IFN-y To Regulate Bone Resorption / E. V. Shashkova, J. Trivedi, A. B. Cline-Smith [et al.] // Journal of immunology. - 2016. -Vol. 197, № 3. - P. 726-735. - DOI: https://doi.org/ 10.4049/jimmunol. 1600253.
  • Owens, J. M. IL-10 modulates formation of osteoclasts in murine hemopoietic cultures / J. M. Owens, A. C. Gallagher, T. J. Chambers // Journal of immunology. - 1996. - Vol. 157, № 2. - P. 936-940. - DOI: https://doi.org/10.1155/2013/181849.
  • Palmitoleic Acid Inhibits RANKL-Induced Osteoclastogenesis and Bone Resorption by Suppressing NF-kB and MAPK Signalling Pathways. / B. van Heerden, A. Kasonga, M.C. Kruger [et al.] // Nutrients. - 2017. - Vol. 9, №> 5. - P. 441. - DOI: https:// doi.org/10.3390/nu9050441.
  • Raisz, L.G. Prostaglandins and bone: physiology and pathophysiology / L.G. Raisz // Osteoarthritis and cartilage. - 1999. - Vol. 7, № 4. -P. 419-421. - DOI: https://doi.org/10.1053/ joca.1998.0230.
  • The mechanism of osteoclast differentiation induced by IL-1 / J. H. Kim, H. M. Jin, K. Kim [et al.] // Journal of immunology. -2009. - Vol. 183, №> 3. -P. 18621870. - DOI: https://doi.org/10.4049/jimmunol.0803007.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp