靶向Fibulin1促进糖尿病骨髓间充质干细胞功能及种植体骨整合的新策略

本研究针对2型糖尿病(T2DM)患者种植体骨整合成功率低的临床难题，聚焦细胞外基质蛋白Fibulin1 (FBLN1)在骨髓间充质干细胞(BMSCs)中的关键作用。研究人员通过慢病毒过表达FBLN1，发现其可通过FOXO1/RUNX2信号通路显著增强T2DM患者BMSCs的增殖、迁移及成骨分化能力，并在GK大鼠模型中证实FBLN1过表达细胞膜片-种植体复合体能有效恢复种植体骨整合水平至近正常状态。该研究为开发针对糖尿病患者的靶向治疗策略提供了新靶点。

　　

对于数百万需要接受牙种植修复的2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus, T2DM)患者而言，一个令人困扰的临床现实是：即使血糖控制良好，种植体失败的风险依然显著高于健康人群。这背后隐藏着一个关键科学问题——糖尿病微环境究竟如何影响口腔内的骨再生过程？传统观点将原因简单归咎于高血糖状态，但临床观察发现，即便糖化血红蛋白(HbA1c)<8%的患者，其种植体愈合期成功率及长期存留率仍不理想。这表明，除了血糖因素外，必然存在更深层次的分子机制在发挥作用。

近年来，学者们将目光投向了参与骨修复的关键细胞——骨髓间充质干细胞(Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells, BMSCs)。在种植体植入后，BMSCs的募集、增殖和成骨分化能力直接决定了种植体与骨组织之间的结合强度——即骨整合效果。首都医科大学附属北京口腔医院种植中心的研究团队在前期的蛋白质组学研究中发现了一个重要线索：在种植失败的T2DM患者牙槽骨BMSCs中，一种名为Fibulin1 (FBLN1)的细胞外基质蛋白表达显著下调。FBLN1在胚胎骨骼发育早期即活跃表达，与骨矿化过程密切相关，但其在糖尿病相关骨再生障碍中的具体作用尚不明确。

为解开这一谜题，研究团队开展了一项系统性的探索。他们首先从接受种植手术的T2DM患者牙槽骨骨屑中分离培养原代BMSCs，通过慢病毒载体实现FBLN1的过表达，并设置了非糖尿病对照组(CC组)、糖尿病空载体对照组(DC组)和糖尿病FBLN1过表达组(DF组)。研究采用了CCK-8法、划痕实验、Transwell实验评估细胞增殖迁移能力，通过碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色分析成骨分化潜能，并利用RT-qPCR和Western blotting探讨分子机制。在动物实验中，研究人员创新性地将FBLN1过表达的BMSCs细胞膜片包裹于种植体表面形成复合体，植入GK糖尿病大鼠上颌第一磨牙拔牙窝，通过micro-CT和甲苯胺蓝染色评价骨整合效果。

关键技术方法概述

本研究关键技术包括：从T2DM患者种植窝洞制备中获得牙槽骨骨屑并分离原代BMSCs；利用慢病毒载体在BMSCs中过表达FBLN1；通过CCK-8、划痕实验、Transwell实验评估细胞功能；采用ALP染色、茜素红染色分析成骨分化；使用RT-qPCR和Western blotting验证FOXO1/RUNX2通路；构建大鼠细胞膜片-种植体复合体模型评价骨整合。

FBLN1在T2DM患者BMSCs成骨过程中的表达特征及过表达效率验证

研究人员发现，与非糖尿病患者相比，T2DM患者来源的BMSCs中FBLN1的mRNA和蛋白表达水平均显著降低。在成骨诱导过程中，FBLN1表达随时间逐渐增加，至第7天达到稳定平台期，提示其在早期成骨过程中发挥重要作用。慢病毒转染后，FBLN1过表达组中该基因的表达水平显著高于对照组，成功建立了研究模型。

过表达FBLN1促进BMSCs的增殖和迁移

功能实验结果显示，糖尿病BMSCs的增殖和迁移能力明显受损。CCK-8实验表明，DF组细胞在培养第4、8、10天的增殖能力显著优于DC组；划痕实验和Transwell实验进一步证实，FBLN1过表达可有效恢复糖尿病BMSCs的迁移能力，使其接近正常水平。

过表达FBLN1促进BMSCs的成骨分化和矿化

在成骨分化能力方面，DF组细胞的ALP活性和矿化结节形成数量均显著高于DC组。RT-qPCR结果显示，FBLN1过表达同时上调了BMP2和RUNX2等成骨相关基因的表达，表明FBLN1可能通过调控关键成骨转录因子来增强BMSCs的成骨潜能。

FBLN1通过调控FOXO1/RUNX2信号通路促进糖尿病BMSCs成骨

机制研究表明，FBLN1过表达可显著上调转录因子FOXO1的表达，进而促进下游RUNX2以及COL1A1、OCN等成骨标志基因的表达。当加入FOXO1特异性抑制剂AS1842856后，这种促进作用被显著逆转，证实了FBLN1-FOXO1-RUNX2信号轴在调控糖尿病BMSCs成骨分化中的关键地位。

FBLN1增强BMSCs在裸鼠体内的成骨能力

体内异位成骨实验显示，DF组细胞与羟基磷灰石/β-磷酸三钙(HA/TCP)复合材料植入裸鼠背部皮下8周后，新生骨面积和骨钙素(Osteocalcin, OCN)表达均显著高于DC组，进一步验证了FBLN1在促进体内骨形成方面的积极作用。

FBLN1过表达细胞膜片-种植体复合体植入GK大鼠显著促进种植体骨整合

在糖尿病动物模型中，研究人员将包裹有FBLN1过表达BMSCs细胞膜片的种植体植入GK大鼠上颌骨。Micro-CT三维重建显示，GKFBLN1组种植体周围骨量(BV/TV)、骨小梁数量(Tb.N)和厚度(Tb.Th)均显著高于GK对照组(GKCON)，而骨小梁分离度(Tb.Sp)则明显降低。甲苯胺蓝染色结果进一步证实，FBLN1过表达使糖尿病大鼠的种植体骨整合率恢复至接近正常Wistar大鼠水平。

研究结论与意义

这项发表于《International Dental Journal》的研究首次系统阐明了FBLN1在糖尿病种植体骨整合中的核心作用。研究不仅证实了FBLN1作为早期成骨关键调节因子的地位，更揭示了其通过FOXO1/RUNX2信号通路调控BMSCs功能的分子机制。尤为重要的是，研究团队创新性地采用细胞膜片技术，将FBLN1过表达的BMSCs与种植体结合，在大型动物模型中验证了其促进骨整合的有效性。

该研究的突破性意义在于：一方面，从临床问题出发，揭示了超越血糖控制的深层分子机制，为理解糖尿病相关骨再生障碍提供了新视角；另一方面，提出了靶向FBLN1的治疗新策略，为开发针对糖尿病患者特异性需求的生物材料及基因治疗方法奠定了理论基础。未来，通过重组蛋白局部递送或靶向调控抗体等技术，FBLN1有望成为提高糖尿病患者种植修复成功率的有效靶点，具有重要的临床转化价值。