人牙髓干细胞分泌VEGF通过PI3K/AKT通路抑制小胶质细胞焦亡促进脊髓损伤修复

《Journal of Translational Medicine》：VEGF secreted by human dental pulp stem cell promotes spinal cord injury repair by inhibiting microglial pyroptosis through the PI3K/AKT pathway

本研究针对脊髓损伤(SCI)后神经炎症失衡的难题，首都医科大学北京潞河医院团队揭示了人牙髓干细胞(DPSC)分泌的血管内皮生长因子(VEGF)通过激活PI3K信号通路抑制小胶质细胞焦亡的关键机制。研究发现DPSC条件培养基(DPSC-CM)显著改善小鼠运动功能和电生理传导，为干细胞疗法治疗SCI提供了新靶点。

　　脊髓损伤是导致终身残疾的中枢神经系统重大疾病，其治疗面临两大挑战：原发性机械损伤后的继发性炎症级联反应，以及小胶质细胞过度激活引发的神经毒性微环境。其中，由NLRP3炎症小体介导的焦亡(pyroptosis)被认为是加剧神经炎症的关键环节，表现为caspase-1激活和IL-1β释放的恶性循环。尽管干细胞疗法展现出潜力，但具体起效成分和作用机制尚不明确。

首都医科大学北京潞河医院陈学明团队在《Journal of Translational Medicine》发表的研究，首次系统阐明了人牙髓干细胞(DPSC)分泌的血管内皮生长因子(VEGF)通过PI3K/AKT通路调控小胶质细胞焦亡的分子机制。研究采用临床来源的DPSC，通过条件培养基(DPSC-CM)蛋白质组学分析锁定VEGF为关键效应分子，结合Bevacizumab(BEV)阻断实验证实其功能。在体实验采用C57BL/6J雌鼠构建SCI模型，通过Basso Mouse Scale(BMS)评分和倾斜板测试评估运动功能，结合电生理记录运动诱发电位(MEP)和体感诱发电位(SEP)。分子机制研究采用Western blot检测NLRP3/GSDMD/caspase-1通路蛋白，免疫荧光共定位IBA-1⁺小胶质细胞与焦亡标志物。

研究首先通过流式细胞术鉴定CD73⁺/CD90⁺的DPSC特性，质谱分析发现DPSC-CM中VEGF富集于PI3K/AKT通路。体外实验显示，DPSC-CM使LPS诱导的BV2细胞存活率提升2.1倍(P<0.001)，而BEV处理使caspase-1剪切体(CL-caspase-1)表达回升1.8倍。在体研究证实，DPSC-CM治疗使SCI小鼠BMS评分从3.2提升至6.7(P<0.01)，同时MEP振幅恢复至 sham组的68.3%。机制上，DPSC-CM使损伤区IBA-1⁺/NLRP3⁺细胞减少63%，p-AKT/AKT比值升高2.4倍，而BEV可逆转这些效应。

神经修复方面，DPSC-CM组损伤区神经丝蛋白200(NF200)荧光强度较SCI组增加2.1倍，髓鞘碱性蛋白(MBP)阳性面积增加87.5%。血管再生指标CD31⁺内皮细胞在DPSC-CM组增加3.2倍，证实VEGF的双重修复作用。研究首次建立"DPSC-VEGF-PI3K/AKT-焦亡抑制"的完整信号轴，为临床转化提供两重启示：一是DPSC-CM的无细胞疗法可规避移植存活率问题，二是特异性靶向小胶质细胞焦亡通路可能成为SCI治疗新策略。该发现不仅拓展了对干细胞旁分泌机制的认识，也为开发联合抗炎与促再生的组合疗法奠定理论基础。