牙囊干细胞来源的小细胞外囊泡通过重编程巨噬细胞代谢缓解牙髓炎的机制研究

本研究针对钙硅酸盐类盖髓材料对炎症牙髓治疗效果不佳的临床难题，创新性地采用牙囊干细胞来源的小细胞外囊泡（DFSC-sEVs）进行干预。研究发现DFSC-sEVs通过递送HSP70蛋白和抗氧化miRNAs（miR-24-3p/let-7c-5p），保护溶酶体功能并促进线粒体自噬（mitophagy），从而驱动巨噬细胞代谢重编程向氧化磷酸化（OXPHOS）转变，诱导M2型极化（CD68+Arg1+），最终实现炎症缓解和组织修复。该成果为牙髓炎免疫治疗提供了新策略，发表于《Bioactive Materials》。

　　

牙髓炎是口腔临床常见的炎症性疾病，传统治疗手段如根管治疗（RCT）虽能清除感染但牺牲了牙髓活力，而现有盖髓材料（如iRoot BP Plus）对炎症牙髓的免疫调节效果有限。这一临床困境促使研究者探索更有效的生物治疗方法。近年来，间充质干细胞（MSCs）来源的小细胞外囊泡（MSC-sEVs）因其强大的免疫调节能力成为研究热点，但其在牙髓炎中的作用机制尚不明确。

针对这一科学问题，中山大学的研究团队在《Bioactive Materials》发表了一项突破性研究。该团队聚焦牙囊干细胞（DFSCs）——一种具有更强增殖和免疫调节能力的牙源性MSCs，通过建立大鼠LPS诱导的牙髓炎模型，结合多组学分析和分子生物学技术，系统揭示了DFSC-sEVs通过"代谢重编程-免疫调控"双途径治疗牙髓炎的新机制。

研究主要采用以下关键技术：1）超速离心法分离DFSC-sEVs并通过NTA（纳米颗粒追踪分析）和TEM（透射电镜）表征；2）建立大鼠磨牙直接盖髓模型评估炎症和修复效果；3）通过Seahorse能量代谢分析仪检测巨噬细胞糖酵解（ECAR）和氧化磷酸化（OCR）活性；4）LC-MS/MS代谢组学分析代谢通路变化；5）激光共聚焦显微镜观察线粒体形态和溶酶体功能（LysoTracker染色）；6）miRNA测序筛选关键功能分子。

研究结果部分：
3.1 DFSC-sEVs通过诱导M2巨噬细胞极化缓解牙髓炎
实验显示DFSC-sEVs（直径92nm）显著降低LPS诱导的炎症评分（H&E染色），28天后促进完整牙本质桥形成。免疫荧光证实其增加CD68⁺Arg1⁺ M2型巨噬细胞（从21%升至58%），同时减少CD68⁺iNOS⁺ M1型细胞（从42%降至19%）。

3.2 DFSC-EV介导的代谢重编程驱动M2极化
Seahorse分析显示DFSC-sEVs将巨噬细胞代谢模式从糖酵解转向OXPHOS：降低ECAR（降幅达68%）和葡萄糖摄取（GLUT1表达减少3.2倍），同时提升ATP产量（增加2.1倍）。代谢组学发现柠檬酸和苹果酸等TCA循环中间体显著增加。

3.3-3.5 溶酶体-线粒体轴调控机制
DFSC-sEVs通过两种途径保护溶酶体功能：1）直接递送HSP70至溶酶体（共定位率提高4.5倍），与BMP（双酰甘油磷酸）结合稳定膜结构；2）转运miR-24-3p/let-7c-5p抑制mtROS（降幅达75%）。这促进受损线粒体清除（MitoTracker Green⁺Red^low细胞减少62%），恢复线粒体网状结构。

3.6-3.7 关键效应分子验证
HSP70中和抗体处理使DFSC-sEVs丧失溶酶体保护能力（LysoTracker荧光强度下降41%），而miRNA抑制剂处理导致mtROS反弹1.8倍，均显著削弱M2极化效果（Arg1表达量分别降低53%和47%）。

该研究创新性地提出DFSC-sEVs通过"代谢免疫"交叉调控治疗牙髓炎的双重机制：一方面通过HSP70-溶酶体轴直接增强线粒体质量控制，另一方面通过miRNAs-mtROS轴间接维持溶酶体稳态。这种多靶点协同作用不仅为开发新型生物活性盖髓材料提供了理论依据，更拓展了人们对sEVs免疫代谢调控的认识。值得注意的是，相比传统MSC-sEVs研究聚焦于促自噬小体形成，该研究首次揭示sEVs通过"修复而非新建"溶酶体的独特作用模式，为炎症性疾病治疗提供了新视角。未来研究可进一步优化sEVs的规模化制备工艺，并探索其在龋源性牙髓炎模型中的转化应用价值。