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为探究口腔微生物失衡抑制拔牙窝骨再生机制，南方医科大学研究人员以牙周炎为模型，发现牙龈卟啉单胞菌（Pg）外膜囊泡（OMVs）通过 Hippo-YAP 通路诱导骨髓间充质干细胞（BMSCs）铁死亡抑制骨再生，靶向铁死亡可促进骨再生，为相关治疗提供新方向。
口腔健康与全身骨骼健康的关联一直是生命科学领域的热点议题。近年来，越来越多研究发现口腔微生物失衡与骨再生障碍密切相关，但具体机制却如同蒙上一层 “神秘面纱”。以牙周炎为例，其作为典型的口腔微生物失衡疾病，患者拔牙后常出现骨再生不良问题，然而致病菌如何通过微环境抑制骨修复过程始终未被完全破解。在此背景下，南方医科大学口腔医学院的研究团队开展了一项极具创新性的研究，试图揭开这一科学谜题。该研究成果发表在《Journal of Nanobiotechnology》，为口腔微生物调控骨再生的机制研究及临床治疗提供了重要突破。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：收集牙周炎与非牙周炎患者拔牙窝的锥形束计算机断层扫描（CBCT）数据，对比分析骨再生指标；构建大鼠牙周炎模型，通过 GW4869 抑制牙龈卟啉单胞菌（Pg）外膜囊泡（OMVs）分泌，结合显微计算机断层扫描（Micro-CT）、组织染色（H&E、Masson）评估骨再生情况；体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs），利用 RNA 测序、铁死亡检测（FerroOrange 染色、丙二醛 MDA 测定）、透射电镜、实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）及蛋白质免疫印迹（Western blotting）等技术，深入分析 Pg-derived OMVs 对 BMSCs 成骨分化和铁死亡的影响。
牙周炎显著抑制人类拔牙窝骨再生
通过对 25-45 岁患者的 CBCT 数据分析发现，牙周炎组拔牙窝的颊侧牙槽嵴高度（BARH）、舌侧牙槽嵴高度（LARH）及牙槽嵴宽度（ARW）下降幅度显著大于非牙周炎组，且新骨形成量明显减少，证实牙周炎微环境对拔牙窝骨再生具有抑制作用。
抑制 Pg 分泌 OMVs 可逆转骨再生障碍
在大鼠模型中，利用 DiO 标记 Pg 并检测其 OMVs 分布，发现牙周炎模型的龈沟液和唾液中 Pg-derived OMVs 占比达 17.2%。通过 GW4869 抑制 OMVs 分泌后，Micro-CT 显示拔牙窝的骨体积 / 总体积（BV/TV）、骨小梁数量（Tb.N）和厚度（Tb.Th）较 Pg 处理组显著回升，H&E 和 Masson 染色也显示骨形成和胶原纤维沉积改善，表明 OMVs 是 Pg 抑制骨再生的关键因子。
Pg-derived OMVs 体外抑制 BMSCs 成骨分化
原代培养的 BMSCs 经流式细胞术鉴定表达 CD29、CD90，不表达 CD45，具备成骨和成脂分化能力。PKH67 标记的 OMVs 可被 BMSCs 高效摄取（>99%）。浓度依赖性实验表明，10 μg/mL OMVs 显著抑制 BMSCs 增殖，下调成骨相关基因（ALP、RUNX2、OCN、BMP2）的 mRNA 和蛋白表达，减少碱性磷酸酶活性及矿化结节形成，证实 OMVs 对 BMSCs 成骨分化的直接抑制作用。
Pg-derived OMVs 通过诱导铁死亡抑制骨再生
RNA 测序显示 OMVs 处理的 BMSCs 中 2682 个基因差异表达，KEGG 通路富集分析提示铁死亡通路显著激活。进一步检测发现，铁死亡标志物 ACSL4、TFRC、PTGS2 表达上调，抑铁死亡因子 GPX4 下调；透射电镜观察到线粒体空泡化、嵴减少；FerroOrange 染色显示细胞内铁超载，MDA 水平升高，免疫荧光证实拔牙窝内 STRO-1+ BMSCs 中 PTGS2 表达增强。使用铁死亡抑制剂 Fer-1 可逆转 OMVs 诱导的铁死亡表型，恢复 BMSCs 成骨能力，体内实验也证实 Fer-1 可改善 OMVs 所致的骨再生障碍。
OMVs 通过 Hippo-YAP 通路调控铁死亡
机制研究发现，OMVs 处理导致 BMSCs 中 Hippo 信号通路下调，YAP 蛋白核转位显著增加。ChIP-qPCR 证实 YAP 可结合 ACSL4、TFRC、PTGS2 启动子区域。使用 YAP 抑制剂 Verteporfin 可抑制 OMVs 诱导的铁死亡标志物表达，表明 Pg-derived OMVs 通过 Hippo-YAP 通路激活铁死亡，进而抑制 BMSCs 成骨分化和骨再生。
该研究首次揭示了牙龈卟啉单胞菌通过分泌外膜囊泡（OMVs）诱导骨髓间充质干细胞铁死亡的新机制，明确了 Hippo-YAP 信号通路在这一过程中的关键作用。研究结果不仅深化了对口腔微生物失衡与骨再生关系的认识，更为临床治疗牙周炎相关骨缺损提供了潜在靶点 —— 靶向铁死亡或调控 Hippo-YAP 通路可能成为促进骨再生的新策略。未来，基于 OMVs 机制的新型药物开发及纳米递送系统的应用，有望为口腔疾病及系统性骨病的治疗开辟新方向。
