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牙周炎作为常见的口腔免疫炎症性疾病，严重影响口腔健康。研究人员聚焦牙龈卟啉单胞菌（P. gingivalis）诱导巨噬细胞死亡机制展开研究。结果发现其通过激活 Zbp1 介导巨噬细胞 PANoptosis，且阻断 Zbp1 可改善病情，为牙周炎治疗提供新靶点。
牙周炎是一种令人困扰的口腔免疫炎症性疾病，就像口腔里的 “小恶魔”，悄无声息地破坏着牙周组织。它会导致牙周韧带和牙槽骨病理性丧失，严重影响人们的口腔健康和生活质量。目前，虽然知道巨噬细胞在牙周炎的病理生理过程中起着关键作用，但巨噬细胞在抗菌活动中的死亡却会加剧炎症和组织损伤。牙龈卟啉单胞菌（
P. gingivalis）作为牙周炎龈下生物膜菌斑的主要成分，它究竟是如何引发巨噬细胞死亡的，其中的分子机制却一直是个未解之谜。为了揭开这个谜团，探索有效的治疗方法，南京医科大学的研究人员展开了深入研究。
研究人员通过一系列实验，发现了许多重要的结论。他们的研究成果发表在《Experimental & Molecular Medicine》杂志上，为牙周炎的治疗开辟了新的方向。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们采集了牙周炎患者和健康人的龈下菌斑样本以及牙龈标本，并对其进行 16S rRNA 测序，以此来分析口腔微生物群落的变化。同时，构建了小鼠牙周炎模型，以便在动物体内观察疾病的发展过程。此外，还对骨髓来源的巨噬细胞（BMDMs）进行分离和培养，并使其与牙龈卟啉单胞菌共培养，深入研究细菌对巨噬细胞的影响。利用 RNA 测序技术，筛选出差异表达基因，探寻潜在的分子机制。
下面来具体看看研究结果。
- 牙龈卟啉单胞菌感染引发牙周组织中巨噬细胞浸润、凋亡和坏死：通过分析牙周炎患者和健康人的单细胞测序数据集，发现牙周炎患者的巨噬细胞簇，尤其是促炎性 M1 巨噬细胞的丰度显著增加。16S rRNA 测序显示，牙周炎患者的口腔微生物群落多样性增加，牙龈卟啉单胞菌显著富集。FISH 和免疫荧光染色证实，牙周炎患者牙龈样本中牙龈卟啉单胞菌积累和巨噬细胞浸润明显增多。KEGG 富集分析表明，牙周炎样本中凋亡和坏死途径显著增加，免疫荧光染色也证实了促炎细胞因子 IL-1β 和 TNF-α 的表达增强。
- 牙龈卟啉单胞菌感染导致小鼠牙周组织细胞凋亡和坏死增加：建立小鼠牙周炎模型后发现，感染牙龈卟啉单胞菌的小鼠牙龈退缩和牙槽骨吸收更严重，抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）阳性的破骨细胞增多，巨噬细胞浸润显著增加，促炎标记物 Il-1β 和 Tnf-α 表达上调，细胞凋亡和坏死明显增加。
- 牙龈卟啉单胞菌感染激活 BMDMs 中的 Zbp1：将 BMDMs 与牙龈卟啉单胞菌共培养后，发现感染组 IL-1β 和 TNF-α 表达升高，M1 极化增加，细胞凋亡和坏死增多。RNA 测序筛选出 1068 个差异表达基因（DEGs），其中 Zbp1 显著上调。GO 和 KEGG 富集分析表明，感染组与 PANoptosis 相关的途径上调。FISH、免疫荧光染色和蛋白质免疫印迹实验均证实，牙龈卟啉单胞菌感染可诱导巨噬细胞中 Zbp1 表达增加。
- 牙龈卟啉单胞菌感染放大 Zbp1 介导的 PANoptosis 信号：使用 Zbp1 特异性 siRNAs 抑制 Zbp1 表达后，发现牙龈卟啉单胞菌感染的巨噬细胞中 IL-1β、TNF-α 表达和乳酸脱氢酶（LDH）释放减少，细胞凋亡和坏死减轻。Zbp1 敲低还降低了 p-Ripk3、cleaved Caspase8、cleaved Caspase3、Nlrp3、cleaved Gsdmd 和 p-Mlkl 等 PANoptosis 相关蛋白的水平。研究还发现，牙龈卟啉单胞菌感染可诱导线粒体氧化应激，促进线粒体 DNA（mtDNA）释放，mtDNA 与 Zbp1 结合，放大下游 PANoptosis 信号。
- Zbp1 缺失可减轻牙龈卟啉单胞菌诱导的小鼠牙周炎中的 PANoptosis 激活和牙周组织破坏：构建 Zbp1 基因敲除小鼠模型后发现，该小鼠牙周组织中 Zbp1 缺失，感染牙龈卟啉单胞菌后，BMDMs 中 IL-1β 和 TNF-α 水平降低，巨噬细胞凋亡和死亡受到抑制。在小鼠牙周炎模型中，Zbp1 基因敲除小鼠的牙周破坏减轻，破骨细胞生成减少，促炎细胞因子表达降低，PANoptosis 信号通路相关蛋白表达下调。
- 牙龈卟啉单胞菌通过 Tlr2/4-JNK 通路激活 BMDMs 中的 Zbp1：KEGG 富集分析显示，牙龈卟啉单胞菌刺激 BMDMs 后，TLR 通路显著激活。进一步研究发现，Tlr2 和 Tlr4 表达上调，使用其抑制剂可有效抑制 Zbp1 mRNA 和蛋白表达，减少细胞凋亡和坏死。JNK 抑制剂可剂量依赖性地抑制 Zbp1 表达，表明 Tlr2/4-JNK 通路在控制 Zbp1 转录中起重要作用。
- 牙龈卟啉单胞菌激活转录因子 Stat3 和 Stat5 促进 Zbp1 转录：生物信息学分析预测 Zbp1 转录可能受多个转录因子（TFs）调控，实验证实 Stat3 和 Stat5 抑制剂可抑制 Zbp1 表达。牙龈卟啉单胞菌感染可增强 Stat3 和 Stat5 的磷酸化水平，促进其核转位。ChIP 实验和荧光素酶报告基因实验表明，Stat3 和 Stat5 可与 Zbp1 启动子结合，调控其转录。在小鼠牙周炎模型中，使用 Stat3 和 Stat5 抑制剂可减少牙周吸收和 Zbp1 诱导。
- 微针（MNs）递送丹参酚酸 B（Sal B）减轻牙龈卟啉单胞菌诱导的牙周吸收并促进黏膜伤口愈合：通过数据库预测和分子对接模拟，发现丹参酚酸 B 与 Zbp1 有良好的结合活性。体外实验表明，Sal B 可抑制牙龈卟啉单胞菌诱导的炎症标记物上调，减少细胞凋亡和死亡，降低 Zbp1 和 p-Ripk3 水平。将 Sal B 封装到微针贴片中，在小鼠牙周炎和硬腭伤口愈合模型中，局部递送 Sal B 可减少牙周组织吸收，促进伤口愈合，降低 Zbp1 表达。
研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了牙龈卟啉单胞菌诱导牙周炎的新致病模型，即激活巨噬细胞中 Zbp1 介导的 PANoptosis，导致牙周组织损伤。Zbp1 有望成为阻断促炎性细胞死亡、预防牙龈卟啉单胞菌介导的牙周损伤的关键治疗靶点。同时，研究还发现 Tlr2/4-JNK-Stat3/5 通路在调节 Zbp1 表达中起重要作用，为深入理解牙周炎的发病机制提供了新视角。此外，微针递送丹参酚酸 B 的治疗方法展现出良好的应用前景，为牙周炎的治疗提供了新策略，有望推动牙周健康治疗干预的发展，让更多受牙周炎困扰的患者看到希望。
