MicroRNA-27a通过靶向DKK3和SOSTDC1调控Wnt/BMP信号通路促进牙髓干细胞成牙/成骨分化及体内骨形成的研究

本研究针对炎症环境下牙髓组织再生难题，发现miRNA-27a通过靶向抑制DKK3和SOSTDC1基因，激活Wnt/β-catenin和BMP-SMAD1/5信号通路，显著增强人牙髓干细胞(hDPSCs)的成牙/成骨分化能力。研究人员通过体外转染和体内移植实验证实，miRNA-27a过表达的hDPSCs可促进小鼠颅骨缺损修复，为口腔硬组织再生提供了新型表观遗传调控靶点。

　　

牙髓组织被矿化的牙本质和釉质包裹保护，但深龋或外伤会导致细菌入侵引发牙髓炎，进而发展为根尖周炎并伴随骨吸收。传统治疗方法存在自体骨来源有限、免疫排斥等问题，而牙髓干细胞(hDPSCs)因其易获取、多向分化潜能成为组织工程理想种子细胞。然而，炎症微环境如何影响hDPSCs的再生能力仍是未解难题。东京医科齿科大学（Tokyo Medical and Dental University）的研究团队发现，在炎症条件下高表达的miRNA-27a可能通过表观遗传调控参与这一过程。

研究人员通过生物信息学预测筛选出233个miRNA-27a潜在靶基因，发现其富集于细胞分化与组织发育通路。体外实验显示，转染miRNA-27a模拟物的hDPSCs迁移能力增强，成骨标志物RUNX2、OC（骨钙素）表达上调，碱性磷酸酶(ALP)活性和矿化结节形成显著增加。机制研究表明，miRNA-27a通过结合DKK3和SOSTDC1基因的3'UTR区域抑制其表达：

• 靶向DKK3促进β-catenin核转位，激活Wnt/β-catenin通路

• 抑制SOSTDC1解除其对BMP信号的阻断，增加SMAD1/5磷酸化

  荧光素酶报告基因实验证实了这两个靶点的直接调控关系。

研究采用3D蜂窝状胶原支架搭载转染细胞，移植至小鼠颅骨缺损模型。28天后micro-CT显示，miRNA-27a组新生骨体积较对照组增加2.3倍，免疫组化证实Wnt通路关键分子BCL9、β-catenin及BMP通路效应因子pSMAD1/5表达显著上调。

关键技术包括：

1. miRNA-27a模拟物/抑制剂转染hDPSCs

2. 荧光素酶报告基因验证靶基因结合位点

3. 三维培养结合小鼠颅骨缺损模型评估骨再生

4. 显微CT与组织学分析（样本来源于7例智齿提取的牙髓细胞）

主要结论：

1. miRNA-27a通过表观遗传调控促进hDPSCs成牙/成骨分化

2. 双通路激活机制：靶向DKK3增强Wnt信号，抑制SOSTDC1解除BMP信号抑制

3. 体内实验证实其促进骨缺损修复的转化潜力

该研究发表于《Journal of Translational Medicine》，首次揭示miRNA-27a通过协调NF-κB/Wnt/BMP信号网络促进硬组织再生的机制，为开发基于miRNA的牙槽骨再生疗法提供理论依据。特别是针对炎症环境下的骨缺损修复，这种既能抑制炎症又能促进分化的双重调控策略具有重要临床意义。