近期，北京口腔醫院白玉興教授和上海第九人民醫院蔣欣泉教授在科愛出版創辦的期刊Bioactive Materials上聯合發表研究文章：功能化石墨烯調控BMSCs促骨改建及血管化功能加速正畸牙移動的研究。通過應用功能化石墨烯生物材料，調控促進骨髓間充質幹細胞（BMSCs）的促骨改建及血管化作用，為加快正畸牙移動提供了新的生物材料策略選擇，並明確了其可能的信號通路及細胞作用機制，為今後進一步的加速正畸治療提供了新的策略方法。
01
研究內容簡介
本研究通過系統的體內外實驗，對GOG的調控BMSCs促骨改建及血管化功能進行了評價，明確了GOG的促正畸牙移動的作用及功能機制。
圖1體內局部注射應用GOG具有促正畸牙移動作用
圖2（a）Micro-CT的斷層影像對比；（b）斷層影像的灰度曲線分析；（c）牙移動組織切片的TRAP染色；（d，e）組織切片的序列熒光標記成骨活動及定量分析；（f，g）高倍鏡下的TRAP及HE染色變化。
體內局部應用GOG的小鼠正畸牙移動模型顯示：GOG材料能夠促進正畸牙移動過程中的成骨/破骨耦聯的骨改建活動及新生血管的生成（圖1，圖2），並且進一步的生物相容性顯示：材料在小鼠各臟器內的分布位置不同，石墨烯材料主要聚集分布於脾臟內，具有促進脾臟內單核/巨噬細胞活化的作用（圖3），且正畸牙加力及材料局部注射應用後，動物未出現異常反應，表明材料的局部體內應用具有可靠的安全性。
圖3（a）R6G標記GOG體內局部注射應用後在各器官內的分布情況；（b）脾臟的結構示意圖；（c，d，e）脾臟內GOG與CD11b陽性單核/巨噬細胞的分布位置分析
體外的BMSCs/HSCs、BMSCs/HUVEC及BMSCs/動脈環共培養研究表明（圖4，圖5）：GOG刺激的BMSCs具有促HSCs破骨分化的作用，GOG刺激的BMSCs同時可以促進HUVECs的血管新生及動脈環組織的血管芽新生，並且其作用機制與PERK通路的激活有關。
圖4（a）BMSCs/HSCs的共培養體系設計及檢測評價；（b）HSCs分化指標的流式評價；（c）BMMs胞內的鈣震盪水平評價；（d）成骨/破骨分化水平的染色評價；（e）成骨、破骨及成血管基因的PCR檢測。
圖5（a）BMSCs/HUVECs及BMSCs/動脈環共培養體系設計及檢測評價；（b，c，d，e，f）HUVECs的遷移、血管成環及通透性能評價；（g）動脈環組織的血管芽新生評價；（h）HUVECs的成血管基因PCR檢測。
圖6（a，b，c）應用PERK通路抑制劑GSK2606414共注射，評價GOG體內應用促牙移動作用的組織學改變；（d，e）免疫熒光染色評價PERK通路的功能作用；（f）GOG刺激BMSCs調控成骨/破骨及血管化的功能示意圖。
通過體外和體內的系列實驗，闡明了GOG促進骨改建的機制以及GOG刺激BMSCs在這一現象中的關鍵調節作用，表明GOG在加速正畸牙齒移動方面的廣闊應用前景。GOG引起脾臟單核細胞/巨噬細胞的活化以及PERK通路在加速牙齒移動中的重要調控作用，啟發我們可以探索更多的促正畸牙移動方法策略，如破骨細胞祖細胞的全身動員、應用小分子藥物激活PERK通路以及調控BMSCs在促進骨改建中的功能作用。本研究擴展了新型生物材料在加速正畸治療中的應用，將激發研究人員探索更多的技術策略方法，以實現更加安全舒適的快速正畸治療。
02
論文第一/通訊作者簡介
第一作者：焦德龍
首都醫科大學附屬北京口腔醫院，口腔醫學研究所，博士後，主要從事生物材料在骨/軟骨再生修復及加速正畸牙移動中的應用研究，主持中國博士後面上課題1項，參與發表SCI論文11篇，擔任StemCellResearch& Therapy及EJOS審稿人，現就職於首都醫科大學附屬北京友誼醫院口腔科。
通訊作者：蔣欣泉
主任醫師、教授、博士研究生導師。現任上海交通大學口腔醫學院執行院長、口腔醫學系主任，附屬九院口腔修復科學科帶頭人，上海口腔醫學先進技術與材料工程技術研究中心主任，國家口腔醫學中心（上海）常務副主任，上海市口腔醫學研究所所長。系教育部「長江學者」特聘教授，國家傑出青年基金獲得者，中組部萬人計劃領軍人才，國家「百千萬人才工程」國家級人選，享受國務院政府特殊津貼，國家自然科學基金創新群體項目負責人，「十三五」國家重點研發計劃首席科學家。上海交通大學特聘教授，澳大利亞悉尼大學（工程與信息技術學院）名譽教授。目前擔任國際口腔修復學會（ICP）主席，國際牙科研究會（IADR）執行理事（中國區），國際口腔醫師學院（ICD）Fellow，中華口腔醫學會理事會副會長、口腔修復學專委會候任主委、口腔生物醫學專委會副主委，中國醫院協會口腔醫院分會副主委，中國生物材料學會常務理事、生物材料表界面工程分會常務委員、骨修復材料與器械分會常務委員，中國生物醫學工程學會理事會理事、組織工程與再生醫學分會候任主委，同時為IJOS、CJDR、FMS、ACS BSE 等5本英文期刊編委。長期從事口腔頜面組織再生與修復的研究與轉化工作。主持國家自然科學基金創新研究群體、十三五國家重點研發計劃、國家重大科學研究計劃「973」課題、國家自然科學基金委重點項目、重點國際（地區）合作研究項目等20餘項。發表SCI收錄第一/通訊論文145篇（合計影響因子1339分，H指數57），獲授權國家發明專利11項。主持3項在研臨床試驗。
通訊作者：白玉興
主任醫師、教授、博士研究生導師。現任首都醫科大學附屬北京口腔醫院及口腔醫學院院長，中華口腔醫學會副會長，中國醫師協會口腔醫師分會副會長，北京口腔醫學會會長，中華口腔醫學會口腔醫學計算機（數字化）專委會主任委員，中華口腔醫學會口腔正畸專委會前任主任委員。擔任北京市牙病防治所所長、北京口腔醫學研究所所長。兼任《中華口腔醫學雜誌》副總編輯、《中華口腔正畸學雜誌》副總編輯、《北京口腔醫學雜誌》主編、《口腔頜面修復學雜誌》主編及美國正畸學雜誌(AJO-DO)、Angle正畸學雜誌等雜誌的審稿專家。國際牙醫師學院院士(FICD)，英國愛丁堡皇家外科學院正畸專科院士國際考官。享受國務院政府特殊津貼。為國家人社部、國家衛健委和北京市有突出貢獻中青年專家。入選國家百千萬人才工程。先後承擔8項國自然基金及多項其它國家級、省部級課題，獲省部級科技獎6項，發表論文304篇(其中SCI收錄文章91篇)，主編(譯)論著20本，參編論著8本。獲得國家發明專利7項，實用新型專利12項。主持開發擁有國內自主知識產權的無托槽隱形矯治技術，在國內最早(2002年)開始無托槽隱形矯治技術的研究、開發和臨床應用，填補了國內空白。
03
資助信息
中國博士後科學基金（2021M692249），國家重點研發計劃2017YFC1104304 (YB)，國家自然科學基金(82071144)，上海市啟明星計劃（21QA1405400），上海市高水平研究團隊（SSMU-ZDCX20180900）。
04
原文信息
Delong Jiao, Jing Wang, Wenting Yu, Ke Zhang, Ning Zhang, Lingyan Cao, Xinquan Jiang*, Yuxing Bai*.
Biocompatible reduced graphene oxide stimulated BMSCs induce acceleration of bone remodeling and orthodontic tooth movement through promotion on osteoclastogenesis and angiogenesis.
Bioactive Materials,15,(2022) 409-425.
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Bioactive Materials是一本高質量英文期刊，目前已經被SCIE、PubMed Central、Scopus、Embase收錄。同時本刊還入選了2019年中國科技期刊卓越行動計劃--「高起點新刊」項目。
2022年BioactiveMaterials獲得影響因子16.874，在Materials Science，Biomaterials領域排名第一。
位於《2021年中國科學院文獻情報中心期刊分區表》1區，TOP期刊。
CiteScore 2021: 14.3。
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