氦冷常压等离子体:口腔炎症与铁死亡的潜在克星

【字体: 时间:2025年03月04日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究氦冷常压等离子体(He CAP)对牙龈成纤维细胞炎症和铁死亡的影响,研究发现其可减轻炎症和铁死亡,或为牙周炎治疗带来新方向。

  在口腔健康的 “小宇宙” 里,牙龈组织就像忠诚的 “卫士”,守护着牙齿的安稳。可一旦牙龈出现问题,就如同 “卫士” 受伤,牙周炎等疾病便会乘虚而入。牙周炎作为一种常见的口腔炎症性疾病,不仅会让牙龈红肿、出血、疼痛,严重时还会导致牙齿松动、脱落,影响人们的正常生活。而且,它还与全身健康息息相关,和糖尿病、心血管疾病等有着千丝万缕的联系。
在牙周炎的发展过程中,炎症和铁死亡(一种由铁代谢失衡引发的细胞死亡方式)起着关键作用。持续的炎症和氧化应激会打破细胞内的平衡,促使铁死亡发生,进一步损伤牙周组织。目前,牙周炎的治疗方法虽然不少,像使用抗生素、进行牙周手术等,但这些方法都存在一定的局限性。因此,寻找一种更有效、更安全的治疗方法迫在眉睫。

来自韩国的研究人员,怀揣着探索的热情,开启了一场关于氦冷常压等离子体(Helium cold atmospheric pressure plasma,He CAP)的研究之旅。他们想知道,He CAP 能否为牙周炎的治疗带来新的希望。经过一系列严谨的实验,他们发现 He CAP 具有神奇的功效,它可以有效减轻牙龈成纤维细胞的炎症和铁死亡,这一发现或许为牙周炎的治疗开辟了新的方向。该研究成果发表在了《Scientific Reports》杂志上。

为了开展这项研究,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:一是细胞实验,他们培养了人牙龈成纤维细胞(HGF-1),为后续实验提供了研究对象;二是 qRT-PCR 技术,通过该技术来检测相关基因的 mRNA 表达水平,了解基因的变化情况;三是蛋白质免疫印迹(Western blotting)分析,用于检测蛋白质的表达,从蛋白质层面探究细胞内的变化;四是流式细胞术(Flow cytometry analysis),可以对细胞进行定量分析,精确获取细胞内的各种信息。

下面让我们详细看看研究结果:

  1. 炎症反应和铁死亡的诱导:研究人员用 erastin(一种能诱导炎症、氧化应激和铁死亡的物质)处理 HGF-1 细胞。结果发现,处理后的细胞中,与炎症反应相关的 iNOS、COX-2、IL-1β、TNFα 和 IL-6 等炎症因子的 mRNA 表达显著增加;铁死亡相关的 GPX4(一种抑制脂质过氧化的关键蛋白)表达下降,促进铁死亡的 NCOA4 表达升高。这表明 erastin 成功诱导了细胞的炎症反应和铁死亡。
  2. He CAP 对炎症因子和 GPX4 表达的影响:研究人员研究了 He CAP 的暴露时间和氦气流量对 HGF-1 细胞中炎症因子和 GPX4 表达的影响。结果显示,在 4 slm(标准升每分钟)的氦气流量下,暴露 15 秒时,iNOS、IL-1β、TNFα 和 IL-6 的 mRNA 表达下降,GPX4 的 mRNA 表达显著增加。这说明 He CAP 的暴露条件可以调节口腔细胞中炎症因子和 GPX4 的水平。
  3. He CAP 对 erastin 处理的 HGF-1 细胞的影响:基于前面的结果,研究人员进一步探究 He CAP 对 erastin 诱导的 HGF-1 细胞的作用。结果发现,He CAP 能降低 erastin 诱导的 iNOS、COX-2、IL-1β、TNFα 和 IL-6 的表达,恢复 GPX4 的表达,降低 NCOA4 的表达,还能恢复 GSH/GSSG 比值,降低脂质过氧化水平。这表明 He CAP 参与调节了口腔牙龈细胞的铁死亡反应。
  4. He CAP 对线粒体反应和 VDAC1 表达的影响:研究人员还研究了 He CAP 对线粒体反应和电压依赖性阴离子通道 1(VDAC1)表达的影响。结果显示,He CAP 能恢复 erastin 处理导致的线粒体膜电位下降,增加 VDAC1 的表达,降低线粒体和细胞质中的 ROS 水平。这说明 He CAP 对线粒体功能有积极影响。

综合研究结论和讨论部分,He CAP 展现出了调节牙周组织炎症和铁死亡相关通路的潜力。在 erastin 诱导的炎症和铁死亡模型中,He CAP 通过调节相关基因和蛋白的表达,如降低炎症因子和 NCOA4 表达、增加 GPX4 和 VDAC1 表达,恢复线粒体膜电位,降低氧化应激和脂质过氧化水平,有效减轻了炎症和铁死亡。虽然目前对于 He CAP 发挥作用的确切机制还需要进一步研究,但这一发现无疑为牙周炎的治疗提供了新的思路和潜在方法,有望在未来口腔医学领域发挥重要作用,为广大牙周炎患者带来新的希望。

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