TSPO 关联线粒体自噬在糖尿病牙周炎发病机制中的关键作用及潜在治疗新靶点

【字体: 时间:2025年04月24日 来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease 4.2

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  糖尿病牙周炎(DP)发病机制不明。研究人员探究转位蛋白(TSPO)在 DP 进展中的作用。发现 DP 患者牙龈线粒体损伤、TSPO 表达增加;TSPO 配体拮抗剂可缓解 DP 大鼠炎症破坏。为 DP 治疗提供新靶点和理论依据。

  在健康与疾病的 “战场” 上,牙周炎和糖尿病这两位 “对手” 的关系错综复杂。牙周炎作为一种常见的慢性炎症性疾病,不仅会 “侵蚀” 牙周组织,严重时还会导致牙齿脱落,而且它还会 “偷偷” 影响全身健康,与糖尿病的发生发展有着千丝万缕的联系。反过来,糖尿病又像是牙周炎的 “帮凶”,让牙周组织的炎症更加严重。
在糖尿病患者中,糖尿病牙周炎(DP)的身影频繁出现,它被认为是糖尿病的第六大常见并发症 。然而,长期以来,DP 背后的发病机制就像一团迷雾,让医学界难以捉摸。由于糖尿病患者对牙周治疗的反应较差,治疗效果不尽如人意,这使得深入探究 DP 的发病机制变得迫在眉睫。

近年来,线粒体功能障碍和线粒体自噬(mitophagy)逐渐进入研究人员的视野,成为牙周炎研究的热点领域。线粒体作为细胞的 “能量工厂”,在能量代谢和炎症反应中扮演着至关重要的角色,它与活性氧(ROS)的调控密切相关 。已有研究表明,线粒体功能障碍在糖尿病牙周炎的病理过程中发挥着重要作用。同时,线粒体自噬作为一种特殊的自噬过程,能够精准地 “清理” 受损的线粒体,维持线粒体的质量和数量平衡。不过,目前关于线粒体自噬在 DP 发病机制中的作用研究还十分有限。

转位蛋白(TSPO)作为线粒体膜上的一种蛋白质,在多种炎症性疾病中都出现了表达异常的情况,其在炎症性疾病中线粒体调控方面的作用备受关注。基于此,研究人员大胆推测,TSPO 或许也在 DP 的局部微环境中影响着线粒体的调控。为了揭开这个谜团,来自国内的研究人员开展了一项全面且深入的研究。

研究人员运用了多种先进的技术方法来探寻真相。他们收集了健康人(H)、牙周炎患者(P)和糖尿病牙周炎患者(DP)的牙龈组织样本,从临床样本入手进行分析。在动物实验方面,利用链脲佐菌素(STZ)和丝线结扎的方法构建了大鼠 DP 模型,并给予 TSPO 配体拮抗剂 PK 11195 进行治疗干预。实验中采用了显微计算机断层扫描技术(Micro-CT)来评估大鼠牙周组织的破坏情况;通过定量实时聚合酶链反应(qPCR)检测相关基因表达;运用组织学和免疫组化方法观察牙周组织的炎症和线粒体自噬情况 。在体外实验中,研究人员在高糖炎症环境下培养巨噬细胞,借助流式细胞术、荧光探针、qPCR、蛋白质免疫印迹法(Western blotting)以及转录抑制等技术,深入研究巨噬细胞的炎症反应、线粒体功能、线粒体自噬以及 TSPO 在其中的潜在作用。

经过一系列严谨的研究,研究人员收获了许多重要的成果。

  • 线粒体功能障碍和 TSPO 表达升高在 DP 患者牙龈中被发现:与健康组相比,牙周炎组和糖尿病牙周炎组的牙龈出现了水肿和炎症细胞浸润的现象。进一步的超微结构分析发现,DP 组患者牙龈中的线粒体受到了明显的损伤,出现了空泡化、膜破裂以及嵴的破坏和缺失等情况,而且几乎观察不到明显的线粒体自噬过程。同时,研究还表明,DP 组牙龈结缔组织中 TSPO 的表达显著增加。
  • PK 11195 促进 DP 大鼠线粒体自噬并减轻炎症破坏:在建立的大鼠 DP 模型实验中,给予 TSPO 配体拮抗剂 PK 11195 治疗后,研究人员惊喜地发现,PK 11195 能够有效地促进线粒体自噬的恢复,减轻糖尿病牙周炎大鼠牙周组织的炎症破坏,这意味着 TSPO 或许是治疗 DP 的一个潜在关键靶点。
  • TSPO 抑制减轻高糖炎症环境下巨噬细胞的病理变化并上调线粒体自噬:在体外实验中,高糖炎症环境使得巨噬细胞的炎症反应加剧,ROS 生成增多,线粒体也受到了损伤。而当抑制 TSPO 的功能后,这些病理变化得到了明显的缓解,同时线粒体自噬水平也有所上调 。这一结果进一步证实了 TSPO 在调控巨噬细胞线粒体功能和线粒体自噬方面的重要作用,为 DP 的治疗提供了新的理论依据。

综合研究结果和讨论部分,此次研究具有重大意义。研究明确了 DP 中牙周组织的炎症和破坏与 TSPO 相关的线粒体自噬密切相关,这一发现为深入理解 DP 的发病机制提供了全新的视角。更为重要的是,研究提出以巨噬细胞中的 TSPO 为靶点进行免疫治疗,有望成为治疗 DP 的一种新策略,为 DP 的临床治疗开辟了新的方向,为众多糖尿病牙周炎患者带来了新的希望。该研究成果发表在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》上,为该领域的研究做出了重要贡献,相信在未来会推动糖尿病牙周炎治疗领域取得更大的突破。

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