《International Immunopharmacology》：Bomidin prevents inflammatory responses in macrophages by inhibiting toll-like receptor 4/nuclear factor-κB activation and blocking metabolic reprogramming to alleviate periodontal inflammation
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抗菌肽bomidin通过中和LPS、抑制TLR4/NF-κB通路及调控糖酵解代谢抑制巨噬细胞炎症反应，并显著改善小鼠牙周炎症和黏膜愈合。
马珊珊|吴金|袁芳|聂荣平|李国庆|郭子翔|吴伟|唐春波
中国南京医科大学附属口腔医院第七门诊部
摘要
巨噬细胞在牙周炎的发病机制和预后中起着重要作用，牙周炎是一种复杂的免疫炎症性疾病，会导致牙龈炎症和牙槽骨丢失。Bomidin是一种新型重组抗菌肽，以其强大的抗菌特性而闻名，在抗炎领域具有很大的潜力。因此，本研究旨在探讨Bomidin在RAW 264.7细胞中的抗炎作用及其相关机制。实验中，将Bomidin和牙龈卟啉单胞菌（Pg）-脂多糖（LPS）分别或同时作用于RAW 264.7细胞。结果表明，Bomidin在体外能够中和LPS，有效减少LPS激活的巨噬细胞中促炎因子的释放。此外，Bomidin还能与Toll样受体（TLR）4结合，抑制TLR4/核因子-κB通路的激活。这种抑制作用导致促炎介质的表达和分泌减少，同时降低一氧化氮的产生，并减少巨噬细胞的晚期凋亡。进一步研究表明，Bomidin通过缺氧诱导因子-1α诱导巨噬细胞从促炎表型向抗炎表型转变，并下调糖酵解水平。在体内实验中，Bomidin显著缓解了牙周炎症症状，抑制了活化巨噬细胞的活动，改善了小鼠黏膜的炎症反应和愈合过程。综上所述，Bomidin是一种非常有前景的治疗牙周炎的方法，可以有效改善其炎症表现。
引言
牙周炎是一种炎症性感染性疾病，会导致支持牙齿的组织破坏，最终导致牙齿丧失[1]。据报道，牙周炎的发病机制涉及宿主免疫系统与微生物之间的复杂相互作用，其特征是细胞因子水平升高和免疫细胞（如巨噬细胞）过度浸润[2]。巨噬细胞的过度活化会破坏促炎和抗炎巨噬细胞之间的动态平衡，从而增加促炎因子的释放，导致牙周组织损伤[3]。目前，临床上缺乏有效的药物干预措施来管理牙周炎。
Toll样受体（TLR）4是模式识别受体家族的关键成员，广泛参与多种疾病的病理机制，包括传染病、慢性炎症和癌症。当细菌及其产物刺激时，TLR4会被激活，进而激活细胞内信号传导通路，包括核因子（NF）-κB和干扰素调节因子。这些转录因子促进生物分子（如肿瘤坏死因子（TNF）-α、白细胞介素（IL）-6）的释放，导致组织炎症和骨吸收[4,5]。因此，针对TLR4信号通路可能是治疗牙周炎的有效策略。
巨噬细胞的活化与细胞代谢的变化密切相关[6,7]。在脂多糖（LPS）刺激下，巨噬细胞发生显著代谢变化，如糖酵解增强，导致乳酸生成增加和三磷酸腺苷（ATP）生成效率降低[8]。缺氧诱导因子（HIF）-1α是一种在缺氧条件下产生的重要转录因子，可增强糖酵解途径中关键蛋白的表达，改变活化细胞的能量产生模式[9]。研究表明，HIF-1α在LPS刺激后能够上调促炎因子的表达，表明其在调节巨噬细胞炎症反应中的积极作用[10,11]。HIF-1α对活化巨噬细胞葡萄糖代谢的调节作用使其成为治疗牙周炎的重要靶点[12]。
抗菌肽（AMPs）是一类具有强抗菌、抗炎和促进伤口愈合作用的短链阳离子肽[[13], [14], [15], [16]]。Bomidin（CAS#:2374916–29-5）是一种从cathelicidin AMP-27衍生的新型重组AMP，在临床研究中显示出对皮肤和黏膜细菌感染的优异抗菌效果，以及对TNF刺激的牙周韧带干细胞的抗炎作用[17]。然而，Bomidin在活化巨噬细胞中的调控作用及其机制尚不清楚。
鉴于巨噬细胞在牙周炎中的关键作用，本研究旨在探讨Bomidin对LPS刺激的巨噬细胞的影响及其机制，重点关注炎症因子水平、TLR信号通路和葡萄糖代谢相关因素。同时，在黏膜伤口和牙周炎模型中评估了Bomidin的治疗效果及其对相关炎症因子水平的影响。
细胞培养与处理
RAW 264.7巨噬细胞在含有10%胎牛血清（Gibco，美国）和1%链霉素/青霉素的高葡萄糖Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM）中培养，培养环境为5%二氧化碳（CO2，温度37°C。
牙龈卟啉单胞菌（P.gingivalis）是牙周炎的主要致病菌，因此使用Pg-LPS（Sigma-Aldrich，美国）来诱导炎症环境。Bomidin由Genloci Biotech（南京，中国）提供。
Bomidin通过中和作用抑制LPS刺激的巨噬细胞炎症
CCK-8检测结果显示，不同浓度的Bomidin（1、2.5、5和7.5 μg/mL）处理24小时和48小时后，对细胞存活率无显著影响。然而，在10 μg/mL浓度下，Bomidin显著降低了RAW 264.7细胞的存活率（图1A）。
抗菌肽（AMPs）可通过多种途径抑制LPS诱导的炎症，其中LPS中和作用是最有效的方法，可以防止LPS与其受体结合[21]。LAL检测结果也证实了这一点。
讨论
巨噬细胞的表型变化对牙周炎的发病、进展和修复至关重要。然而，目前用于调节促炎和抗炎巨噬细胞的药物在治疗牙周炎方面的效果有限，临床应用也受到限制。抗菌肽具有广谱抗菌活性，因此在治疗感染、炎症和伤口愈合方面具有价值[14,30,31]。它们有望成为治疗牙周炎的新选择。
结论
总之，研究表明Bomidin通过中和LPS有效抑制巨噬细胞中的LPS诱导炎症反应。此外，Bomidin与TLR4结合，阻断TLR4/NF-κB信号通路，从而抑制炎症因子的表达。同时，Bomidin还能逆转代谢重塑，抑制LPS诱导的巨噬细胞糖酵解增强，减轻牙周组织的炎症反应并促进伤口愈合。
作者贡献声明
马珊珊：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿。
吴金：方法学设计，数据管理。
袁芳：方法学设计，实验实施。
聂荣平：实验实施，数据管理。
李国庆：方法学设计，资金筹集。
郭子翔：方法学设计，实验实施。
吴伟：数据验证，数据管理。
唐春波：资金筹集，概念构思。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
