神奇外泌体 “出手”！调控牙周细胞焦亡缓解牙根吸收，解锁牙科治疗新希望

为解决牙根吸收（RR）这一牙科治疗难题，研究人员开展了关于牙髓干细胞来源外泌体（DFSC-Exos）的研究。结果发现 DFSC-Exos 可缓解 RR，此研究为 RR 的防治提供新方向，推荐科研读者阅读。

　　

在牙齿治疗的过程中，有一种让人头疼的并发症 —— 牙根吸收（RR）。它主要是由破骨细胞释放溶骨酶引起的，这就好比牙齿的 “小破坏者” 在悄悄搞破坏，严重威胁着牙齿的寿命。想象一下，牙齿要是出了问题，吃东西都不香了，患者的咀嚼功能会受到影响，甚至还可能引发营养不良等身体健康问题。

目前，大家都知道 RR 是牙周韧带（PDL）在机械刺激下发生无菌性炎症反应的结果，最终会导致破骨细胞形成，破坏牙齿硬组织。牙周韧带细胞（PDLCs）作为接收机械刺激的主要效应细胞，会把机械信号转化为细胞信号，触发身体的免疫反应，还能调节细胞活动。可问题来了，怎么调节 PDLCs 的不良免疫反应，改善牙周炎症微环境，从而减少破骨细胞生成和 RR，这还是个未解之谜。

还有个关键因素 —— 细胞焦亡（一种程序性坏死，会引发强烈免疫反应），它在免疫调节中起着关键作用，参与过度且持续的炎症反应。之前的研究发现，机械力会激活 PDLCs 焦亡，释放出过多的炎症细胞因子 IL-1β 和 IL-18，刺激 M1 巨噬细胞极化，增加破骨细胞形成，进而促进 RR。所以，调节 PDLCs 焦亡可能是控制和减轻 RR 进展的关键。

外泌体，这个直径在 40 到 200 纳米的纳米级小囊泡，在细胞间运输各种分子，对细胞间通讯至关重要。而牙髓干细胞（DFSCs）因为供应丰富、自我更新能力强，还和 PDLCs 的发育与功能关系密切，受到了科学家们的关注。有研究表明，DFSCs 来源的外泌体（DFSC-Exos）能缓解炎症，促进牙周组织再生。但机械加载的 DFSCs 产生的外泌体能否影响受力刺激下 PDLCs 的功能，进而影响破骨细胞分化和 RR，还不清楚。

另外，外泌体中的重要成分 —— 微小 RNA（miRNA），对调节焦亡和炎症反应有重要影响。miRNA 可以通过调节甲基转移酶水平，影响 DNA 甲基化，控制转录，进而影响细胞间信号通路。而且，甲基化修饰也和焦亡调节有关。所以，有研究人员大胆假设，DFSC-Exos 可能通过细胞间传递的 miRNA 调节细胞 DNA 甲基化状态，抑制机械刺激下 PDLCs 焦亡，从而缓解 RR。

为了探索这个假设，来自 作者[第一作者单位] 的研究人员在《Stem Cell Research & Therapy》期刊上发表了题为 “Dental follicle stem cell-derived exosomes alleviate root resorption by inhibiting periodontal ligament cell pyroptosis via miR-140-3p targeting DNMT1” 的论文。研究发现，DFSC-Exos 可以通过 miR-140-3p 下调 NOD 样受体 3（NLRP3）介导的 PDLCs 焦亡，阻断 DNMT1/SOCS1/NFκB 轴，影响 M1 极化和破骨细胞形成，从而缓解 RR。这一发现为预防和治疗破骨细胞引发的 RR 提供了新的方向，就像在黑暗中找到了一盏明灯，给相关疾病的治疗带来了新希望。

研究人员在开展这项研究时，用到了几个主要关键技术方法：首先是细胞培养和外泌体分离技术，用于获取实验所需的 DFSCs、PDLCs 和外泌体；其次是动物实验，构建大鼠 RR 模型并进行分组处理；还有多种检测技术，比如 micro-CT 分析、组织学和免疫组化染色、外泌体 miRNA 测序及数据分析等，这些技术帮助研究人员从不同角度观察和分析实验结果。

下面来看看具体的研究结果：

• Force-Exos 缓解破骨细胞引发的 RR：研究人员建立了大鼠 RR 模型，通过给大鼠注射 Force-Exos 和 Ctrl-Exos 进行实验。HE 染色和 micro-CT 结果显示，Force-Exos 能减少吸收陷窝的体积，TRAP 染色表明它还能显著减少破骨细胞的数量。这说明 Force-Exos 对破骨细胞介导的 RR 有很好的治疗效果。进一步研究发现，Force-Exos 能减少 PDLCs 焦亡，影响 M1 极化和破骨细胞生成，最终缓解 RR。这就像是给牙齿的 “保护罩” 又加固了一层，让牙齿免受更多伤害。

• Force-Exos 阻断 NLRP3 介导的 PDLCs 焦亡：研究人员将外泌体与 PDLCs 共培养，通过多种实验方法发现，Force-Exos 能减少 PDLCs 焦亡比例，抑制 IL-1β 分泌，下调与焦亡相关的蛋白水平。而且，Force-Exos 还能调节巨噬细胞和破骨细胞，减少 RR。这表明 Force-Exos 通过阻断 NLRP3 介导的 PDLCs 焦亡，影响 M1 极化和破骨细胞形成，进而减轻 RR。它就像一个 “小卫士”，守护着 PDLCs，阻止焦亡的发生。

• Force-Exos 转移 miR-140-3p 抑制 NLRP3 介导的 PDLCs 焦亡：研究人员对 DFSC-Exos 进行 miRNA 分析，发现 miR-140-3p 在 Force-Exos 中显著增加。通过一系列实验，包括使用 miR-140-3p 抑制剂转染 PDLCs 等，证实了 Force-Exo 能传递 miR-140-3p，抑制 NLRP3 介导的 PDLCs 焦亡，减少 M1 极化和破骨细胞形成。这就像是找到了一把 “钥匙”，miR-140-3p 这把钥匙可以打开抑制 PDLCs 焦亡的 “大门”。

• 外泌体 miR-140-3p 减少破骨细胞生成：研究人员给 RR 大鼠模型注射含或不含 miR-140-3p 抑制剂的外泌体，结果显示，miR-140-3p 抑制剂会增加 RR 体积和 TRAP?破骨细胞数量，而外泌体中的 miR-140-3p 能有效缓解破骨细胞引发的 RR，抑制 PDLCs 焦亡，逆转 M1/M2 比例。这再次证明了 miR-140-3p 在调节 RR 过程中的重要作用。

• 外泌体 miR-140-3p 调节 DNA 甲基化抑制 PDLCs 焦亡：研究人员深入探索 miR-140-3p 调节 PDLCs 焦亡的机制，发现机械刺激会降低细胞因子信号抑制因子（SOCS1，NF-κB 信号通路的负调节因子）的表达，增加 DNA 甲基化水平。而 miR-140-3p 可以靶向 DNA 甲基转移酶 1（DNMT1），调节 DNMT1/SOCS1/NFκB 轴，下调 NLRP3 介导的 PDLCs 焦亡，减少 M1 极化，抑制破骨细胞形成和 RR。这就像找到了一条 “生产线”，miR-140-3p 通过调节这条生产线，控制着 PDLCs 焦亡以及相关细胞的变化。

研究结论和讨论部分指出，RR 一直是牙科治疗中的难题，而这项研究发现 DFSC-Exos，尤其是 Force-Exos，能通过抑制 NLRP3 介导的 PDLCs 焦亡，下调 M1 极化和破骨细胞形成，从而缓解 RR。研究还揭示了 miR-140-3p 通过 DNMT1/SOCS1/NFκB 轴调节 PDLCs 焦亡的机制。这一研究成果不仅让我们对 RR 的发病机制有了更深入的理解，还为预防和治疗 RR 提供了新的潜在靶点和治疗策略，在牙科治疗领域具有重要的理论和实践意义，有望为广大患者带来更好的治疗效果。