巨噬细胞耗竭通过破坏骨再生与组织修复影响雄性小鼠拔牙窝愈合的机制研究

【字体: 时间:2025年05月26日 来源: Archives of Oral Biology 2.2

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  本研究针对巨噬细胞在拔牙窝愈合中的关键作用,采用氯膦酸盐脂质体(CLD-Lip)诱导的巨噬细胞耗竭模型,系统分析了雄性C57BL/6J小鼠拔牙后软硬组织再生障碍的分子机制。研究发现巨噬细胞通过调控PDGF-A/B、BMP2和TGF-β等细胞因子信号通路,协调间充质干细胞(MSCs)迁移、血管生成及成骨分化,其耗竭导致黏膜闭合延迟、血管密度降低及新骨形成抑制,为牙周再生治疗提供了新靶点。

  

拔牙窝愈合是口腔医学中的关键临床问题,其过程涉及复杂的软硬组织协同再生。传统观点认为,这一过程主要依赖血凝块形成和间充质干细胞(MSCs)的成骨分化,但近年研究发现,免疫细胞尤其是巨噬细胞可能发挥核心调控作用。然而,巨噬细胞如何协调不同再生阶段、通过哪些分子机制影响组织修复,仍是未解之谜。更值得注意的是,临床中部分患者(如接受双膦酸盐治疗者)常出现拔牙窝愈合障碍,其背后是否与巨噬细胞功能异常相关尚缺乏直接证据。

为解决这些问题,日本松本齿科大学的研究团队在《Archives of Oral Biology》发表了一项开创性研究。他们采用氯膦酸盐脂质体(CLD-Lip)选择性耗竭雄性C57BL/6J小鼠的巨噬细胞,通过组织学、免疫组化、RNA原位杂交和qRT-PCR等技术,系统分析了拔牙后0-14天的愈合过程。研究发现,巨噬细胞耗竭会破坏PDGF和BMP/TGF-β信号通路,导致血管生成减少、成骨分化受阻,最终延缓软硬组织再生。这一成果不仅揭示了巨噬细胞在牙槽骨修复中的核心地位,更为开发靶向免疫调控的牙周再生疗法提供了理论依据。

关键技术方法
研究团队建立了CLD-Lip静脉注射的巨噬细胞耗竭模型(25 mg/kg),在拔牙前3天预处理。通过F4/80和CD206免疫染色验证巨噬细胞亚群变化,采用CD31染色评估血管密度,结合RNA原位杂交定位PDGF-A/B、BMP2和TGF-β表达。qRT-PCR定量分析Runx2、Osterix等成骨标志物,并利用Micro-CT和组织形态计量学量化新骨形成。

CLD-Lip Administration Decreases Macrophages Systemically and in Periodontal Tissues
静脉注射CLD-Lip后3天,脾脏F4/80+和CD206+巨噬细胞显著减少,但牙髓中巨噬细胞保留较多,提示不同组织对CLD-Lip的敏感性差异。

Macrophage Depletion Impairs Mucosal Wound Closure and Angiogenesis
巨噬细胞耗竭组拔牙窝黏膜闭合延迟3天,CD31+血管密度降低47%,伴随PDGF-A/B表达下调,证实巨噬细胞通过PDGF调控血管生成。

Macrophage Depletion Suppresses Osteoblast Differentiation and Bone Formation
CLD-Lip组Runx2+前成骨细胞减少62%,BMP2和TGF-β信号通路活性降低,导致Col1a1和BGLAP(骨钙素)表达受阻,最终使新骨体积减少55%。

讨论与意义
该研究首次阐明巨噬细胞通过"细胞因子网络"(PDGF→血管生成;BMP2/TGF-β→成骨分化)协调拔牙窝再生的时空秩序。特别值得注意的是,M2型巨噬细胞分泌的TGF-β能直接促进α-SMA+祖细胞向Runx2+前成骨细胞转化,这一发现为理解BRONJ(双膦酸盐相关颌骨坏死)的发病机制提供了新视角。研究局限性在于仅使用雄性小鼠,而雌激素已知可调节巨噬细胞功能,未来需补充性别差异研究。从转化医学角度看,靶向巨噬细胞极化(如诱导M2表型)或联合PDGF/BMP2局部给药,可能成为改善高风险患者拔牙预后的新策略。

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