Biodentine通过Wnt/β-catenin通路逆转人牙髓干细胞衰老的机制研究

推荐：本研究针对老年患者牙髓再生能力衰退的临床难题，探索了新型生物陶瓷材料Biodentine对人牙髓干细胞(hDPSCs)衰老的调控机制。通过qRT-PCR、SA-β-gal染色和Western blot等技术，证实0.2 mg/mL Biodentine可显著激活Wnt/β-catenin通路，下调p53/p21/p16表达，使衰老hDPSCs增殖率提升2倍。该发现为老年患者活髓保存治疗提供了分子靶点，推动生物活性材料在牙髓再生领域的应用。

　　

随着微创牙科理念的普及，活髓保存治疗(VPT)因其能保留牙髓活力、维持牙齿抗折性而成为研究热点。然而老年患者牙髓组织体积缩小、再生能力下降，严重影响VPT疗效。研究表明，人牙髓干细胞(hDPSCs)的衰老会导致其增殖和分化能力衰退，这可能是老年患者VPT失败的关键因素。传统材料矿物三氧化物凝聚体(MTA)存在牙体变色、凝固时间长等缺陷，而新型生物陶瓷材料Biodentine因其优异的生物活性和操作性逐渐成为替代选择。南京医科大学的研究团队在《International Dental Journal》发表论文，首次揭示Biodentine通过Wnt/β-catenin信号通路逆转hDPSCs衰老的分子机制。

研究采用18-27岁和60-70岁两组患者的牙髓样本分离hDPSCs，通过CCK-8法确定0.2 mg/mL为Biodentine最佳作用浓度。关键技术包括：流式细胞术鉴定干细胞表面标志物、细胞周期分析、多向分化诱导实验（成骨/成脂/成软骨）、SA-β-gal衰老染色、qRT-PCR检测成牙/成骨相关基因(DSPP/RUNX2/ALP/COL-1)、Western blot分析Wnt通路关键蛋白(β-catenin/p-β-catenin/Axin1)及衰老标志物(p53/p21/p16)，并采用Wnt抑制剂XAV939进行机制验证。

研究结果显示：老年组hDPSCs的S期细胞比例显著降低（P < .01），SA-β-gal阳性细胞增加2.3倍。0.2 mg/mL Biodentine处理7天后，老年hDPSCs增殖率提高198%（P < .01），矿化结节形成量增加2.1倍，同时DSPP、RUNX2基因表达上调3.5-4.2倍（P < .01）。Western blot显示Biodentine使β-catenin蛋白表达增加2.8倍，而p-β-catenin和Axin1分别降低67%和59%（P < .01）。加入XAV939后，β-catenin表达被抑制82%，SA-β-gal阳性细胞比例回升至对照组水平（P < .01），证实Wnt通路的关键作用。

讨论部分指出，Biodentine可能通过释放钙离子激活Wnt信号，这与既往研究发现的LiCl（Wnt激动剂）和Wnt3a的作用机制相似。该材料不仅能促进hDPSCs增殖和成牙/成骨分化，更重要的是首次被证实具有抗衰老特性，这为老年患者牙髓再生提供了新策略。值得注意的是，20 mg/mL高浓度Biodentine反而抑制细胞活性，提示临床应用中需精确控制材料浓度。尽管Biodentine在中国刚投入临床使用，但其通过调控经典Wnt通路延缓干细胞衰老的发现，为开发新一代抗衰老生物材料奠定了理论基础。未来研究可进一步探索Biodentine是否通过非经典Wnt通路发挥作用，以及其活性成分与Wnt配体的相互作用机制。