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为解决口腔颌面部骨缺损修复难题，研究人员开展 FOXC2 基因对人牙周膜干细胞（hPDLSCs）成骨分化调控作用研究。通过慢病毒转染构建 FOXC2 表达下调 / 上调模型，发现 FOXC2 可促进成骨分化及骨再生，为骨组织工程提供新靶点。
口腔颌面部骨缺损修复一直是医学领域的难题，由牙周炎、牙缺失、创伤及肿瘤等多种因素引发的骨组织缺失，不仅影响患者咀嚼功能与面容美观，还可能导致全身健康问题。传统的自体骨移植面临供骨量有限、创伤大的弊端，异体骨移植又存在免疫排斥风险，因此，骨组织工程技术成为近年来的研究热点。该技术以生物 scaffold 材料、生物活性因子和种子细胞为三大核心要素，其中种子细胞的成骨分化能力是关键突破口。人牙周膜干细胞（hPDLSCs）作为牙周组织中具有自我更新和多向分化潜能的干细胞，因其来源广泛、增殖能力强且易于培养，被视为理想的种子细胞，但如何进一步提升其成骨分化效率仍是亟待解决的科学问题。
在这样的背景下，国内研究团队针对 Forkhead box C2（FOXC2）基因展开研究，试图探索其在 hPDLSCs 成骨分化中的调控作用，并通过基因修饰技术增强种子细胞的骨再生能力。这项研究成果发表在《Dental Materials》，为口腔颌面部骨缺损修复提供了新的思路与潜在方案。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过慢病毒转染技术构建 FOXC2 表达下调（敲低）和上调（过表达）的 hPDLSCs 模型；运用碱性磷酸酶（ALP）染色、茜素红染色检测成骨分化早期和晚期的矿化能力；利用实时荧光定量 PCR（qRT - PCR）和蛋白质免疫印迹（WB）分析相关基因和蛋白的表达水平；通过组织学染色观察细胞形态与组织结构变化；最后借助转录组测序筛选 FOXC2 调控的下游核心基因，并通过 qRT - PCR 验证其表达差异。研究中使用的 hPDLSCs 来源于牙周组织，经流式细胞术鉴定为间充质干细胞（MSC）标记物阳性（CD44、CD73、CD90、CD105），免疫细胞标记物阴性（CD45、HLA - DR），确保了细胞模型的可靠性。
鉴定 hPDLSCs 的成骨分化潜能
通过形态学观察发现，培养的 hPDLSCs 呈梭形，具有自我增殖能力并可形成细胞克隆，经染色呈紫色。流式细胞术结果显示，细胞高表达 MSC 标记物，不表达免疫细胞相关标记，证实其为间充质来源的干细胞，具备成骨分化的基础条件。
FOXC2 对 hPDLSCs 成骨分化的调控作用
实验结果表明，FOXC2 表达下调会显著抑制 hPDLSCs 的早期成骨分化（ALP 活性降低）和晚期细胞外基质矿化（茜素红染色阳性结节减少）；而 FOXC2 过表达则显著增强成骨相关基因（如 Runx2、Osterix）和蛋白的表达水平，促进细胞外基质的合成与矿化，提示 FOXC2 是 hPDLSCs 成骨分化的正向调控因子。
转录组测序分析 FOXC2 下游机制
通过转录组测序筛选出 FOXC2 调控的差异表达基因，经通路富集分析发现，其可能通过促进细胞外基质相互作用、细胞黏附（如整合素家族基因）及胶原形成（如 Col1A1、Col3A1）等途径发挥作用。qRT - PCR 验证进一步证实了这些下游基因的表达变化与 FOXC2 表达水平呈正相关。
体内外骨再生能力验证
在体内实验中，将 FOXC2 过表达的 hPDLSCs 与生物 scaffold 材料复合后植入裸鼠颅骨缺损模型，组织学染色显示新生骨组织形成量显著多于对照组，证实了 FOXC2 修饰的 hPDLSCs 具有更强的骨再生能力。
研究结论表明，FOXC2 基因通过调控 hPDLSCs 的成骨分化过程，在骨组织工程中展现出重要价值。其机制可能与增强细胞外基质相互作用、促进细胞黏附及胶原合成密切相关。过表达 FOXC2 的 hPDLSCs 有望作为 “基因增强型种子细胞”，应用于牙周骨再生、正畸牙移动所致骨重建及口腔颌面部骨缺损修复等临床场景，为解决传统修复技术的局限性提供了创新策略。此外，该研究首次揭示了 FOXC2 在 hPDLSCs 成骨分化中的调控作用，拓展了对间充质干细胞成骨机制的认知，为后续开发基于基因编辑的个性化骨修复疗法奠定了实验基础。未来研究可进一步探索 FOXC2 与其他成骨信号通路（如 BMP、Wnt - β/ 连环素通路）的交互作用，优化基因修饰种子细胞的制备工艺，推动其向临床转化应用迈进。
