The influence of extracellular matrix on human periodontal ligament stem cell properties

Daneeya Na Nan

dc.contributor.advisor	Thanaphum Osathanoon
dc.contributor.advisor	Nuttha Klincumhom
dc.contributor.author	Daneeya Na Nan
dc.contributor.other	Chulalongkorn University. Faculty of Dentistry
dc.date.accessioned	2024-02-05T03:26:08Z
dc.date.available	2024-02-05T03:26:08Z
dc.date.issued	2022
dc.identifier.uri	https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/84046
dc.description	Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2022
dc.description.abstract	The periodontal ligament (PDL) is a crucial tissue connecting teeth to surrounding alveolar bone, withstanding the mechanical forces of mastication, speech, and deglutition. The extracellular matrix (ECM) of the PDL plays a critical role in maintaining PDL cell stability and function in response to external forces. Mechanotransduction, the process by which cells convert mechanical signals into biochemical signals, is essential for PDL cells to sense and respond to mechanical stimuli. The ECM is a critical mediator of mechanotransduction, as it is responsible for transmitting mechanical forces to cells and regulating cellular responses to mechanical stress. Matricellular proteins, such as periostin (PN) and osteopontin (OPN), are two important components of the PDL ECM that play significant roles in regulating PDL function and bone remodeling under mechanical stress. PN is primarily located in areas exposed to mechanical loading, such as teeth and bone, and functions as a matrix-cell attachment protein that regulates cell adhesion and motility. OPN is involved in cell adhesion, migration, and biomineralization in the PDL and bone, and can regulate cellular responses to external stimulation through multiple pathways. This dissertation focuses on the role of matricellular proteins in outside-in signaling from the surrounding ECM, specifically in maintaining the homeostasis of PDL tissue. Firstly, we investigated the importance of the OPN protein on the osteogenic capacity of human periodontal ligament stem cells (hPDLSCs). Additionally, we demonstrated the role of PN as a mediator of hPDLSCs mechanotransduction. Finally, we extended our understanding of the profile of PDL-ECM components under the influence of mechanical force using a rat occlusal hypofunction model. Understanding the role of the ECM in PDL mechanotransduction is critical for developing new insights into the prevention and treatment of tooth loss. Further studies are needed to fully elucidate the mechanisms underlying ECM mechanotransduction and the roles of ECM protein in regulating osteogenic differentiation, bone formation, and remodeling.
dc.description.abstractalternative	เนื้อเยื่อเอ็นยึดปริทันต์เป็นส่วนประกอบสำคัญของฟัน ทำหน้าที่ยึดรากฟันให้ติดกับกระดูก และรองรับแรงบดเคี้ยว โปรตีนเมทริกซ์นอกเซลล์รอบๆเนื้อเยื่อเอ็นยึดปริทันต์เองก็มีส่วนสำคัญในการช่วยคงคุณสมบัติต่างๆ ของเซลล์ในเนื้อเยื่อเอ็นยึดปริทันต์รวมถึงการตอบสนองต่อแรงเชิงกลที่กระทำต่อเซลล์อีกด้วย โดยกระบวนการส่งผ่านแรงเชิงกลนั้นจะเริ่มต้นได้จากการที่เซลล์แต่ละเซลล์ทำการเปลี่ยนสัญญาณทางกายภาพ ให้เป็นสัญญาณทางชีวเคมี ซึ่งช่วยให้เซลล์สามารถรับรู้และสื่อสารระหว่างเซลล์เพื่อตอบสนองต่อแรงกระตุ้นภายนอกที่มากระทำต่อเซลล์ ดังนั้น โปรตีนเมทริกซ์นอกเซลล์จึงทำหน้าที่คล้ายกับเป็นตัวกลางในการส่งผ่านสัญญาณเชิงกลเพื่อเปลี่ยนป็นสัญญาณทางชีวเคมีภายในเซลล์ โปรตีนเมทริกซ์อันได้แก่ เพอริออส-ทินและ ออสทีโอพอนทินนั้นเป็นส่วนประกอบหลักในโปรตีนเมทริกซ์นอกเซลล์ของเนื้อเยื่อเอ็นยึดปริทันต์ โดยทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับการรักษาคุณสมบัติต่างๆของเนื้อเยื่อเอ็นยึดปริทันต์และกระดูก โดยเฉพาะภายใต้อิทธิพลของแรงเชิงกล เนื่องจากโปรตีนเพอริออสทินแต่เดิมนั้น ก็พบเจอได้มากในเนื้อเยื่อบริเวณที่ได้รับแรงอยู่เป็นประจำ เช่นฟัน และกระดูก ในขณะที่ออสทีโอพอนทินนั้น มีหน้าที่หลักเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนไปทำหน้าที่เป็นเซลล์สร้างกระดูกของเซลล์ต้นกำเนิดในกระดูกและฟัน โดยในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้นั้น จะมุ่งเน้นศึกษาบทบาทของโปรตีนเมทริกซ์นอกเซลล์อันเกี่ยวข้องกับกระบวนการรักษาเสถียรภาพของเนื้อเยื่อเอ็นยึดปริทันต์ ประการแรกคือการศึกษาความสำคัญของโปรตีนออสทีโอพอนทิน ในกระบวนการเปลี่ยนไปทำหน้าที่เป็นเซลล์สร้างกระดูกของเซลล์ต้นกำเนิดเอ็นยึดปริทันต์ ประการที่สอง คือการศึกษาบทบาทของโปรตีนเพอริออสทิน ในการทำหน้าที่เป็นตัวกลางในกระบวนการส่งผ่านแรงเชิงกลในเซลล์ต้นกำเนิดเอ็นยึดปริทันต์ในมนุษย์ และประการสุดท้าย คือการทำความเข้าใจเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของส่วนประกอบในโปรตีนเมทริกซ์นอกเซลล์ของเนื้อเยื่อเอ็นยึดปริทันต์ในภาวะพร่องแรงบดเคี้ยวในหนู ความรู้ความเข้าใจในกระบวนการส่งผ่านแรงเชิงกลจากโปรตีนเมทริกซ์นอกเซลล์ เข้าสู่ภายในเซลล์นั้นจะช่วยส่งเสริมการคิดค้นกรมมวิธีใหม่ๆ ในการหลีกเลี่ยงการสูญเสียฟันอย่างไม่พึงประสงค์ได้ อย่างไรก็ตามกระบวนการส่งผ่านแรงเชิงกลเข้าสู่ภายในเซลล์ รวมถึงบทบาทของโปรตีนเมทริกซ์นอกเซลล์ในการสร้างและซ่อมแซมกระดูกยังต้องการการศึกษาเพิ่มเติม เพื่อนำมาซึ่งองค์ความรู้ที่เป็นประโยชน์มากขึ้นต่อไป
dc.language.iso	en
dc.publisher	Chulalongkorn University
dc.rights	Chulalongkorn University
dc.subject.classification	Dentistry
dc.subject.classification	Professional, scientific and technical activities
dc.subject.classification	Biology and biochemistry
dc.title	The influence of extracellular matrix on human periodontal ligament stem cell properties
dc.title.alternative	อิทธิพลของโปรตีนเมทริกซ์นอกเซลล์ ที่มีต่อคุณสมบัติของเซลล์เอ็นยึดปริทันต์ในมนุษย์
dc.type	Thesis
dc.degree.name	Doctor of Philosophy
dc.degree.level	Doctoral Degree
dc.degree.discipline	Oral Biology
dc.degree.grantor	Chulalongkorn University