丙酸和乙酸可能会损害连接上皮的屏障功能，并促进牙周炎的进展

《Journal of Oral Biosciences》：Propionic and acetic acids potentially compromise junctional epithelial barrier function and contribute to periodontitis progression

SCFAs削弱龈板状上皮屏障功能及其分子机制研究。

　　牙周病是一种常见的口腔疾病，主要由牙周致病菌引起，是牙齿脱落的主要原因之一。这类细菌通过多种机制破坏牙周组织，包括经典的毒力因子，如脂多糖（LPS）、菌毛和蛋白酶，以及代谢产物如短链脂肪酸（SCFAs）。SCFAs 是一类由细菌发酵营养物质产生的有机酸，其中丁酸（BA）和乳酸（LA）已被证实会损害牙龈上皮细胞的增殖、迁移和炎症反应。然而，其他 SCFAs，如丙酸（PA）和乙酸（AA）对牙龈上皮细胞的具体影响仍不清楚。本研究旨在探讨 PA 和 AA 对来源于牙龈连接上皮的 JE-1 细胞的影响，以更全面地理解牙周致病菌代谢产物在疾病发生中的作用。

牙龈上皮在防御细菌侵袭中起着至关重要的作用，它不仅覆盖牙龈表面，还参与形成牙龈袋的底部。然而，由于其较高的渗透性，牙龈上皮也成为免疫细胞（如中性粒细胞）以及细菌和炎症介质进入牙周组织的潜在途径。一旦牙龈上皮受损，会导致附着丧失、上皮向牙根方向迁移，进而加深牙周袋，最终引发牙槽骨吸收。因此，牙龈上皮细胞在牙周病的发病过程中尤为关键。

本研究通过实验分析 PA 和 AA 对 JE-1 细胞的影响。首先，研究人员利用划痕实验评估了这些酸对细胞迁移能力的影响。结果显示，PA 和 AA 显著延缓了伤口的闭合过程。在对照组、1.0 mM PA 和 2.5 mM AA 的情况下，细胞能够在一天内完全迁移并封闭伤口。然而，在 10 mM PA 和 12.5 mM AA 的高浓度处理下，伤口在三天后仍未完全闭合。这表明 PA 和 AA 对细胞迁移能力有明显的抑制作用，尤其是在较高浓度时更为显著。

接下来，研究团队通过细胞增殖实验评估了 PA 和 AA 对细胞增殖的影响。结果显示，高浓度的 PA（10 mM）和 AA（12.5 mM）显著抑制了 JE-1 细胞的增殖能力。在处理后的 48 小时和 72 小时，细胞增殖率分别降至对照组的约 42.4% 和 41.8%。而较低浓度（1.0 mM PA 和 2.5 mM AA）也表现出一定程度的增殖抑制，但效果不如高浓度显著。这些结果表明，PA 和 AA 对 JE-1 细胞的增殖具有剂量依赖性的影响。

在细胞存活率方面，研究发现 PA 和 AA 在实验条件下并未显著影响细胞的存活。在 10 mM PA 和 12.5 mM AA 的处理下，细胞存活率分别保持在约 97.5% 和 96.6%。这说明细胞增殖的减少并非由于细胞毒性，而是由于细胞周期的阻滞。通过细胞周期分析，研究人员发现 PA 和 AA 会增加细胞处于 G0/G1 期的比例，同时减少 S 期和 G2/M 期的细胞数量。这一现象表明，PA 和 AA 的作用机制可能与细胞周期调控相关。

为了进一步探究 PA 和 AA 的作用机制，研究团队进行了基因表达分析。结果显示，PA 和 AA 显著下调了与细胞周期调控相关的基因，如 Ccnd1（cyclin D1）和 p21。Ccnd1 是细胞周期 G0/G1 期向 S 期过渡的关键调控因子，而 p21 是一种细胞周期抑制蛋白，能够阻断细胞在 G1/S 和 G2/M 期的进展。这些基因表达的变化与观察到的细胞周期阻滞现象相一致，进一步支持了 PA 和 AA 通过影响细胞周期调控来抑制细胞增殖的假设。

此外，研究还发现 PA 和 AA 会降低整合素 α6（Itga6）和整合素 β4（Itgb4）的表达。整合素是细胞粘附和迁移的重要调节因子，其中整合素 α6 在牙龈连接上皮中广泛分布，参与细胞与基质及细胞间连接的形成。整合素 β4 则锚定在面对牙釉质的基底膜上，支持上皮的附着。因此，PA 和 AA 对这些整合素的下调可能削弱牙龈上皮的粘附能力，进而影响其修复受损组织的能力。

本研究的结果表明，PA 和 AA 与之前报道的 BA 和 LA 一样，能够通过多种机制影响牙龈连接上皮细胞的功能。这些 SCFAs 不仅抑制细胞增殖和迁移，还通过改变细胞周期的进展和粘附相关基因的表达，削弱牙龈上皮的屏障功能。这种屏障功能的减弱可能为牙周致病菌的侵入和疾病进展提供便利。尽管这些发现是在体外实验中获得的，但它们对于理解牙周病的病理生理机制具有重要意义，并提示需要进一步在体内研究中验证这些 SCFAs 的作用。

尽管本研究提供了重要的信息，但仍存在一些局限性。例如，JE-1 细胞虽然是来源于牙龈连接上皮的细胞系，但它们缺乏一种名为 Odam 的关键蛋白，该蛋白在牙龈连接上皮的附着中起着重要作用。因此，在解释实验结果时需要考虑这一因素。此外，由于 SCFAs 是弱酸，部分作用可能与 pH 的变化有关。在本研究中，处理后的培养基 pH 仅轻微下降，这表明 pH 的变化可能不是主要影响因素。因此，未来的研究可能需要使用 pH 匹配的对照组，以更准确地区分 SCFAs 的直接作用与 pH 相关的效应。

综上所述，本研究揭示了 PA 和 AA 对牙龈连接上皮细胞的多方面影响，包括延缓伤口愈合、抑制增殖和粘附能力。这些发现不仅扩展了我们对 SCFAs 作用机制的理解，也为牙周病的预防和治疗提供了新的视角。然而，由于实验是在体外进行的，因此需要更多的体内研究来验证这些结果的实际意义。此外，进一步探讨 Odam 在牙龈连接上皮功能和牙周病进展中的作用，以及 SCFAs 通过非酸性途径（如组蛋白去乙酰化酶抑制）对细胞的影响，将有助于更全面地理解牙周致病菌的致病机制。