线粒体分裂关键蛋白Drp1通过NLRP3炎症小体介导M1型巨噬细胞极化促进根尖周炎发展的机制研究及治疗新策略

本研究针对根尖周炎(AP)中线粒体动力学失衡与炎症加重的关键科学问题，通过临床样本分析结合体内外实验，首次揭示Dynamin相关蛋白1(Drp1)依赖性线粒体过度分裂通过激活NLRP3炎症小体/Caspase1/IL-1β通路促进巨噬细胞M1极化，进而加剧根尖周骨吸收的分子机制。研究发现特异性抑制剂Mdivi-1可通过抑制Drp1(Ser616)位点磷酸化改善线粒体功能，为AP的靶向治疗提供新思路。

　　

根尖周炎作为全球患病率高达52%的口腔慢性炎症性疾病，传统根管治疗失败率仍达4%-15%，常导致顽固性疼痛甚至牙齿丧失。这种由多微生物混合感染引发的疾病，其严重程度取决于病原体毒力与宿主免疫反应的博弈，其中巨噬细胞的极化状态被认为是调控炎症与骨吸收平衡的关键开关。尽管已知NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体在多种炎症性疾病中起核心作用，但线粒体动力学异常是否通过调控巨噬细胞极化参与根尖周炎进展仍是未解之谜。西安交通大学口腔医院的研究团队在《International Dental Journal》发表的重要研究，首次系统阐明了Dynamin相关蛋白1(Drp1)依赖性线粒体分裂通过NLRP3炎症小体介导巨噬细胞M1极化促进根尖周炎发展的分子机制，为临床干预提供了新靶点。

研究采用多维度技术路线：通过免疫组化/免疫荧光分析15例临床根尖肉芽肿(PG)和根尖囊肿(RC)样本中Drp1^(Ser616)与线粒体标记物TOMM20的共定位；建立Pg-LPS诱导的巨噬细胞炎症模型，结合Drp1抑制剂Mdivi-1和NLRP3抑制剂MCC950处理；运用透射电镜(TEM)观察线粒体超微结构，JC-1检测线粒体膜电位(MMP)；通过小鼠根尖周炎模型进行Micro-CT骨量分析。

研究结果部分：

1. NLRP3炎症小体激活与巨噬细胞M1极化参与人AP组织病理过程
   临床样本显示AP组织中CD68⁺巨噬细胞显著增加，且M1标志物CD86与NLRP3/Cleaved-Caspase1/IL-1β表达呈正相关，免疫荧光证实这些分子在巨噬细胞内的共定位。

2. p-Drp1^(Ser616)介导线粒体动力学失衡存在于人AP巨噬细胞
   AP组织中磷酸化Drp1(Ser616位点)表达显著升高，与线粒体外膜蛋白TOMM20共定位增强，而线粒体融合蛋白MFN2表达不变，提示线粒体分裂/融合平衡向分裂倾斜。相关性分析显示p-Drp1^(Ser616)水平与NLRP3通路激活程度呈正相关。

3. Pg-LPS诱导p-Drp1^(Ser616)依赖性线粒体分裂及NLRP3激活
   体外实验表明Pg-LPS刺激12小时可导致线粒体片段化（电镜显示嵴结构紊乱）、ROS升高、MMP去极化及ATP合成减少，伴随p-Drp1^(Ser616)向线粒体转位和NLRP3炎症小体组装。

4. Mdivi-1通过抑制线粒体异常分裂改善炎症反应
   Drp1抑制剂Mdivi-1处理可逆转Pg-LPS诱导的线粒体碎片化，恢复膜电位和ATP产量，并下调NLRP3/Caspase1/IL-1β通路活性，同时抑制M1标志物CD86表达。

5. Mdivi-1体内治疗显著缓解AP进展
   小鼠模型显示Mdivi-1(25mg/kg/d)治疗4周后，根尖区骨吸收体积减少38.7%，TRAP⁺破骨细胞数量下降，巨噬细胞内p-Drp1^(Ser616)与NLRP3共定位减弱。

这项研究创新性地构建了"线粒体分裂-Dr