MiR-21通过靶向PDCD4调控NF-κB/iNOS/NO通路缓解牙周炎相关内皮细胞损伤

本研究针对牙周炎相关血管内皮损伤的分子机制，探讨了miR-21在P.g-LPS诱导的人脐静脉内皮细胞（HUVECs）凋亡和炎症反应中的保护作用。研究人员通过体外实验和临床样本分析，发现miR-21通过靶向PDCD4基因并抑制NF-κB/iNOS/NO信号通路活化，显著减轻内皮细胞炎症和凋亡。该研究为牙周炎与心血管疾病的关联提供了新的分子证据，表明miR-21可能成为治疗血管并发症的潜在靶点。

　　

在口腔健康与全身性疾病密切关联的当代医学研究中，牙周炎作为一种常见的慢性炎症性疾病，已被证实与多种系统性血管病变存在显著相关性，尤其是动脉粥样硬化（Atherosclerosis, AS）。牙周炎的主要致病菌——牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）所产生的脂多糖（P.g-LPS）能够突破局部组织屏障进入循环系统，诱发血管内皮细胞的炎症反应和功能紊乱，进而参与AS的发生与发展。内皮细胞作为血管壁的内衬，其凋亡和功能障碍是AS的早期关键事件，然而P.g-LPS导致内皮损伤的具体分子机制，尤其是其中涉及的非编码RNA调控网络，尚不完全明确。

在这一背景下，microRNA-21（miR-21）作为一个在多类疾病中发挥关键调控作用的微小RNA，引起了研究人员的广泛关注。既往研究表明，miR-21可通过调节凋亡、炎症及氧化应激等过程影响血管功能，但其在牙周炎相关内皮损伤中的具体作用及机制仍不清楚。为此，任静（Jing Ren）、邹慧琼（Huiqiong Zou）、孙思雨（Siyu Sun）等研究人员合作开展了一项深入的研究，旨在揭示miR-21是否通过特定靶基因及信号通路参与P.g-LPS诱导的内皮细胞损伤过程，该研究最终发表于《Non-coding RNA Research》。

为系统回答上述科学问题，研究团队综合运用了多种技术方法。他们首先采集了8例牙周炎患者和8例健康对照者的牙龈组织，通过CD31/TUNEL和CD31/IL-6双免疫荧光染色技术，在组织水平验证了牙周炎患者血管内皮中凋亡和炎症水平的升高。在细胞模型中，以人脐静脉内皮细胞（HUVECs）为对象，用不同浓度P.g-LPS处理模拟体内病理环境。通过定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）检测miR-21表达，并使用miR-21模拟物（mimic）和抑制剂（inhibitor）进行功能获得与缺失实验。细胞功能方面，采用CCK-8法检测增殖，流式细胞术和TUNEL法分析凋亡，划痕实验评估迁移能力，蛋白质印迹（Western Blot）和酶联免疫吸附测定（ELISA）分别检测蛋白表达和炎症因子水平。为进一步验证miR-21与靶基因PDCD4（Programmed Cell Death 4）之间的直接调控关系，研究还构建了野生型和突变型荧光素酶报告基因载体，并通过双荧光素酶报告实验加以证实。最后，通过小干扰RNA（siRNA）敲低PDCD4表达，探讨其对NF-κB（Nuclear Factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells）/iNOS（Inducible Nitric Oxide Synthase）/NO（Nitric Oxide）通路及细胞表型的挽救效应。

研究结果部分主要包括以下几方面：

3.1. 牙周炎患者牙龈内皮中凋亡标志物和促炎细胞因子升高

通过对人牙龈组织的免疫荧光分析发现，与健康对照相比，牙周炎患者血管内皮细胞中CD31与TUNEL共定位信号显著增强，显示更高的细胞凋亡水平。同时，CD31与IL-6的共定位分析也提示炎症反应明显加剧，表明牙周炎局部微环境中存在内皮细胞的显著损伤。

3.2. P.g-LPS损害HUVECs活力并诱导凋亡

用不同浓度P.g-LPS刺激HUVECs后，CCK-8实验显示细胞存活率随浓度与时间增加而下降，其中1 μg/mL浓度处理24小时可显著降低细胞活力。ELISA结果显示炎症因子IL-6和TNF-α分泌增加，Western Blot则提示促凋亡蛋白Bax和cleaved caspase-3表达上调。这些结果表明P.g-LPS可诱导内皮细胞发生炎症和凋亡。

3.3. MiR-21过表达减轻P.g-LPS诱导的细胞功能障碍

qRT-PCR显示，P.g-LPS处理可剂量依赖性地抑制miR-21表达。功能实验表明，过表达miR-21可显著恢复细胞活力、抑制炎症因子释放、减少凋亡并改善细胞迁移能力；相反，抑制miR-21则加重上述损害表型，说明miR-21在内皮细胞中发挥保护作用。

3.4. PDCD4是miR-21在内皮细胞中的功能靶标

通过生物信息学预测和双荧光素酶报告实验，研究证实PDCD4是miR-21的直接作用靶点。抑制miR-21可显著上调PDCD4的mRNA水平，而模拟miR-21则降低其表达，进一步明确了该调控关系的特异性。

3.5. 敲低PDCD4可减轻miR-21抑制的病理效应

在miR-21抑制的背景下，利用siRNA降低PDCD4表达可部分挽救细胞增殖、迁移能力的下降，并缓解炎症反应和细胞凋亡，证明PDCD4是miR-21发挥功能的关键下游效应分子。

3.6. NF-κB/iNOS/NO通路是miR-21–PDCD4轴的下游信号

机制探索表明，抑制miR-21可激活NF-κB/iNOS/NO通路，表现为NF-κB、iNOS蛋白表达上升和一氧化氮（NO）水平升高。而敲低PDCD4则能逆转该通路的过度激活，说明miR-21通过靶向PDCD4负调控NF-κB/iNOS/NO信号，进而影响内皮细胞的炎症与凋亡进程。

在讨论与结论部分，作者强调本研究首次系统地揭示了miR-21在牙周炎相关内皮损伤中的功能及其机制。它不仅通过靶向PDCD4基因抑制其表达，还进一步阻断了NF-κB/iNOS/NO这一经典炎症通路的活化，最终减轻P.g-LPS诱导的内皮细胞凋亡和炎症反应。这些发现为理解牙周炎与全身性血管疾病（如动脉粥样硬化）之间的分子联系提供了新的视角，同时提示miR-21可能作为一个有潜力的治疗靶点，用于延缓或改善牙周炎引发的血管并发症。尽管本研究仍存在样本量有限、机制维度可进一步拓展等局限性，但其结果深化了对miRNA在血管炎症中调控作用的认识，也为后续转化研究奠定了理论基础。