Circ-AARS：牙髓干细胞成牙分化的关键 “开关”

为探究 circRNAs 在牙髓干细胞（DPSCs）成牙分化中的作用，研究发现 circ-AARS 可促进分化，或为牙缺损治疗提供靶点。

　　

在口腔医学领域，牙髓组织受损后的治疗一直是个重要课题。传统的根管治疗虽能解决部分问题，但并非完美。牙髓干细胞（Dental Pulp Stem Cells，DPSCs）作为一种具有自我更新和多向分化能力的间充质干细胞，被视为牙髓组织再生的希望之星。然而，其促进牙本质分化的机制却如同迷雾，让科研人员难以捉摸。与此同时，环状 RNA（Circular RNAs，circRNAs）在干细胞相关研究中崭露头角，已有研究发现它在一些细胞分化过程中扮演重要角色，可在 DPSCs 成牙分化中，circRNAs 的作用和机制依旧是未解之谜。

为了揭开这些谜团，上海交通大学医学院附属第九人民医院等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》上，为牙髓组织再生治疗带来了新的曙光。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，从 8 名 10 - 12 岁受试者正畸拔除的牙齿中成功分离出 hDPSCs，并进行培养和鉴定，确保实验细胞的可靠性。然后，利用高通量测序分析 DPSCs 成牙分化过程中 circRNAs 的差异表达，筛选出关键的 circ-AARS。接着，通过生物信息学分析预测其下游靶点，并使用双荧光素酶报告基因检测进行验证。此外，构建相关载体和 siRNAs 转染 DPSCs，运用碱性磷酸酶（Alkaline Phosphatase，ALP）染色、茜素红 S（Alizarin Red S，ARS）染色、蛋白质免疫印迹（Western blotting，WB）检测、实时荧光定量聚合酶链式反应（quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction，qRT-PCR）等技术，探究 circ-AARS 在 DPSCs 成牙分化中的作用机制。最后，建立裸鼠异位骨模型，在体内验证 circ-AARS 的功能。

研究结果如下：

• Circ-AARS 在 DPSCs 成牙分化中起作用：研究人员成功分离出 DPSCs，其呈现典型的梭形形态。经鉴定，这些细胞表面标记符合 DPSCs 特征，且具有成牙分化能力。高通量测序发现，在 DPSCs 成牙分化过程中，存在大量差异表达的 circRNAs，其中 hsa_circ_0040158（即 circ-AARS）表达显著增加。

• Circ-AARS 促进 DPSCs 成牙分化：circ-AARS 由 AARS 基因的外显子形成，主要定位于细胞质。功能实验表明，下调 circ-AARS 抑制了 DPSCs 的成牙分化，相关成牙分化基因和蛋白的表达降低；而上调 circ-AARS 则促进了 DPSCs 的成牙分化，这些基因和蛋白的表达升高。

• Circ-AARS 通过调节 miR-24-3p 促进 DPSCs 成牙分化：生物信息学分析和双荧光素酶报告基因检测证实，miR-24-3p 是 circ-AARS 的下游靶点。下调 circ-AARS 会促进 miR-24-3p 表达，而抑制 miR-24-3p 表达能够恢复 circ-AARS 沉默后 DPSCs 的成牙分化能力，表明 circ-AARS 可通过调节 miR-24-3p 促进 DPSCs 成牙分化。

• Circ-AARS 通过调节 KLF6 促进 DPSCs 成牙分化：进一步研究发现，Krüppel 样因子 6（Krüppel-like factor 6，KLF6）是 miR-24-3p 的下游靶点。过表达 KLF6 能够恢复 circ-AARS 沉默后 DPSCs 的成牙分化能力，说明 circ-AARS 可通过调节 KLF6 促进 DPSCs 成牙分化。

• KLF6 过表达逆转 miR-24-3p 对 DPSCs 成牙分化的抑制作用：miR-24-3p 过表达会抑制 DPSCs 的成牙分化，但 KLF6 过表达能够逆转这一抑制作用，进一步证实了 KLF6 在 circ-AARS/miR-24-3p 调控轴中的重要作用。

• 体内实验验证 circ-AARS 对 DPSCs 的影响：在裸鼠异位骨模型实验中，circ-AARS 过表达组的骨组织量和胶原排列明显优于 circ-AARS 下调组，表明 circ-AARS 在体内也能促进 DPSCs 的成牙分化。

综合研究结论和讨论部分，该研究表明 circ-AARS 在 DPSCs 成牙分化过程中起着至关重要的作用，它通过调节 miR-24-3p/KLF6 表达，促进 DPSCs 向成牙本质细胞分化。这一发现为牙髓组织再生治疗提供了新的潜在靶点，有助于开发更有效的牙缺损治疗策略，推动口腔医学领域的发展。未来，围绕 circ-AARS 的研究有望进一步深入，为解决口腔疾病难题带来更多突破。