iPSC来源间充质干细胞通过调控巨噬细胞极化及NF-κB通路抑制牙周炎骨吸收的机制研究

时间:2025年5月3日
来源:Stem Cell Research & Therapy

编辑推荐:

本研究针对牙周炎中巨噬细胞极化失衡导致的炎症微环境破坏和骨吸收问题,北京大学口腔医学院团队通过诱导多能干细胞来源间充质干细胞(iMSCs)调控巨噬细胞M1/M2极化,发现iMSCs通过抑制NF-κB信号通路降低M1型巨噬细胞比例,同时上调抗氧化基因NQO1缓解氧化应激,并通过调节IL-10/VEGF等细胞因子分泌改善牙周膜干细胞(PDLSCs)成骨能力,最终在结扎诱导的小鼠牙周炎模型中显著减轻牙槽骨吸收。该研究为干细胞治疗牙周炎提供了新策略,发表于《Stem Cell Research》。

广告
   X   

牙周炎作为慢性炎症性疾病,其核心病理特征是菌斑生物膜引发的过度免疫反应导致牙槽骨不可逆吸收。尽管已知巨噬细胞在炎症-骨破坏过程中扮演双重角色——M1型促炎巨噬细胞加剧组织损伤,M2型抗炎巨噬细胞促进修复,但如何精准调控其极化状态仍是治疗难点。传统间充质干细胞(MSCs)虽具免疫调节潜力,却面临来源受限、供体依赖性等瓶颈。北京大学口腔医学院团队创新性采用诱导多能干细胞(iPSCs)分化的间充质干细胞(iMSCs),系统解析了其对牙周炎微环境中巨噬细胞极化的调控机制及骨保护效应。

研究团队通过Transwell共培养体系、多重细胞因子检测、转录组测序等技术,结合结扎诱导的小鼠牙周炎模型,发现iMSCs能显著抑制LPS/IFN-γ诱导的M1型巨噬细胞标志物CD86表达(从41.6%降至16.5%),并降低IL-1β、IL-17等促炎因子分泌。机制上,RNA-seq与Western blot验证iMSCs通过阻断NF-κB p65磷酸化抑制该通路激活,而使用PMA激活NF-κB可逆转iMSCs的抗炎效果。同时,iMSCs上调巨噬细胞中抗氧化酶NQO1和CAT的表达,使ROS水平恢复至接近基线。

在功能验证层面,iMSCs调控后的巨噬细胞条件培养基显著挽救炎症环境下牙周膜干细胞(PDLSCs)的成骨能力——ALP活性提升2.1倍,矿化结节形成增加68%。动物实验显示,局部注射iMSCs使小鼠牙槽骨高度损失(CEJ-AB距离)减少37%,骨密度(BMD)提高29%,并降低破骨细胞数量53%。免疫荧光证实治疗组M1型巨噬细胞(iNOS+)减少而M2型(CD206+)略有增加,且NF-κB核转位细胞减少62%。

该研究首次阐明iMSCs通过NF-κB/抗氧化轴双向调控巨噬细胞极化,其独特优势在于:①规避传统MSCs的伦理与来源限制;②通过IL-10/VEGF等因子重塑免疫微环境;③维持PDLSCs成骨功能。临床转化层面,iMSCs的标准化制备与局部注射策略为牙周炎靶向治疗提供新思路,其调控机制也可拓展至其他骨免疫相关疾病。未来需进一步探索iMSCs外泌体或线粒体转移等旁分泌机制的应用潜力。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有