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为探究秋葵(Abelmoschus esculentus L.)提取物对牙周组织伤口愈合的作用,马尔马拉大学研究人员开展相关体外研究,发现其或可激活 Wnt/β-catenin 信号通路,对牙周组织伤口愈合有潜在益处,为牙周疾病治疗提供新思路。
牙周疾病是由多种细菌引发的慢性感染性疾病,会导致牙龈、牙周韧带(PDL)、牙槽骨和牙骨质等牙周组织恶化。牙周伤口愈合过程极为复杂,涉及多种细胞类型、细胞因子、生长因子和细胞外基质,对牙周疾病的治疗,无论是非手术还是手术治疗,都至关重要。在这个过程中,Wnt 信号通路在伤口愈合和皮肤发育时的真皮和表皮组织形成中发挥关键作用,尤其是 Wnt/β-catenin 信号系统,对控制哺乳动物细胞增殖、迁移和成年干细胞发育意义重大 。
同时,抗氧化剂能保护细胞免受自由基(不稳定分子)造成的损害,自由基引发的氧化应激与人类退行性疾病的发展相关,会加重如糖尿病、神经退行性疾病、癌症和动脉粥样硬化等多种疾病。而植物抗氧化剂可通过调节信号级联反应,影响细胞对氧化应激和损伤的反应。
秋葵,作为锦葵科植物,在热带和温带地区广泛种植,在土耳其,它有着悠久的传统医学治疗伤口的历史。秋葵富含类胡萝卜素、维生素以及多种天然植物化学物质,包括抗氧化剂、酚类化合物、黄酮类、酚酸和花青素等,具有多种药用特性,如伤口愈合、护肝、免疫调节、神经保护、胃保护、心脏保护、抗糖尿病、抗炎、降血脂、抗氧化、抗菌和抗癌等活性。此前研究还发现秋葵中的成分能激活 Wnt/β-catenin 信号通路。
然而,尽管目前利用各种生物材料和生物介质,开发出了多种牙周治疗方案,但伤口愈合剂仍存在成本高、供应有限和副作用等问题。药用植物产品因安全性高、价格亲民、有临床益处且广泛被接受,受到人们的青睐。在这样的背景下,马尔马拉大学的研究人员为评估秋葵提取物在牙周组织伤口愈合中的潜在作用,开展了一系列研究。相关研究成果为牙周疾病的治疗提供了新的方向和理论依据。
研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。首先,从当地市场获取新鲜秋葵果实,经乙醇提取、过滤、浓缩等步骤制备秋葵提取物。然后,使用高效液相色谱 - 二极管阵列检测(HPLC-DAD)技术分析提取物中的酚类化合物;采用 DPPH、CUPRAC、FRAP 和 FCR 等多种实验方法评估提取物的抗氧化能力;运用 Ellman 法测定乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制活性;通过琼脂扩散法检测抗菌活性;利用 MTT 法检测秋葵提取物对人牙周膜成纤维细胞(hPDLF)、人牙龈成纤维细胞(hGF)和人成骨细胞(hOB)的细胞活力影响;借助 ELISA 试剂盒测定 hPDLF 和 hOB 细胞中 I 型胶原蛋白(COL1)、骨形态发生蛋白 2(BMP2)、轴抑制蛋白 2(AXIN2)和碱性成纤维细胞生长因子 2(FGF2)的蛋白表达水平。
研究结果如下:
- 提取物成分分析:通过 HPLC-DAD 分析发现,秋葵提取物中含有 4 - 羟基苯甲酸和芦丁化合物。芦丁具有抗氧化、抗菌、抗阿尔茨海默病、抗骨质疏松等多种作用;4 - 羟基苯甲酸也有抗炎、抗菌和抗氧化效果,这些成分可能是秋葵发挥生物活性的原因。
- 抗氧化、AChE 抑制及抗菌活性:在抗氧化活性方面,与标准物质相比,秋葵乙醇提取物的铜(II)离子还原和铁(III)离子还原能力、DPPH 自由基清除活性较低,总酚含量为 0.194 ± 0.160 mg 没食子酸当量 /mg 提取物。在 AChE 抑制活性上,其抑制率为 57.304 ± 5.786%,低于加兰他敏。抗菌实验中,秋葵提取物仅对白色念珠菌(Candida albicans)ATCC 90028 表现出抗菌活性,最小抑菌浓度(MIC)为 0.5mg/mL,最小杀菌浓度(MFC)为 1mg/mL 。
- 细胞活力影响:MTT 实验表明,用不同浓度(0.5、1 和 2mg/mL)的秋葵提取物处理 hPDLF、hGF 和 hOB 细胞 24 小时后,与对照组相比,细胞活力无统计学显著差异。这说明在实验浓度范围内,秋葵提取物对这些细胞的生存能力没有明显不良影响。
- 蛋白表达水平变化:在 hPDLF 细胞中,用 0.5mg/mL 秋葵提取物处理 24 小时后,COL1 和 AXIN2 蛋白水平高于对照组,BMP2 蛋白水平低于对照组,FGF2 蛋白水平无差异。在 hOB 细胞中,2mg/mL 秋葵提取物处理 24 小时后,COL1、BMP2 和 AXIN2 蛋白水平高于对照组,FGF2 蛋白水平无差异 。
研究结论与讨论部分指出,本研究首次详细探讨了秋葵提取物对牙周细胞的影响。研究发现,秋葵提取物含有具有多种有益特性的成分,虽对测试细胞的活力无显著影响,但能增加 AXIN2 蛋白表达,这表明其可能激活 Wnt/β-catenin 信号通路。同时,秋葵提取物对 COL1 和 BMP2 的表达影响因细胞类型而异。然而,该研究存在一定局限性,如 MTT 实验结果缺乏扫描电镜支持,未在更多不同浓度和时间点检测提取物活性,仅采用一种提取方法,观察时间短且无体内模型,研究未涉及对牙周愈合至关重要的成牙骨质细胞和内皮细胞等。尽管如此,该研究为秋葵提取物在牙周组织伤口愈合方面的潜在应用提供了有价值的见解,后续还需进一步研究明确其具体作用机制,探索其在促进牙周伤口愈合中的治疗用途,有望为牙周疾病的治疗开辟新的途径,为患者带来更好的治疗效果。