单细胞前沿解码牙周炎与根尖周炎：揭示肺泡骨关键基因表达与细胞异质性

针对牙周炎(PD)与根尖周炎(PP)的分子机制差异尚未明确的问题，研究人员通过单细胞RNA测序(scRNA-Seq)技术分析GSE171213和GSE181688数据集，鉴定出4个PD特异性基因(COL4A2、GPR183等)和16个PP特异性基因(CCL3、NLRP3等)，发现成纤维细胞与巨噬细胞为关键细胞类型，揭示了CXCL信号通路在细胞互作中的核心作用，为靶向治疗提供了新思路。

　　

牙周炎和根尖周炎是全球最常见的牙源性感染疾病，分别影响约11%和50%的人口。这两种疾病不仅导致牙齿脱落，还与全身健康问题密切相关。尽管临床特征和感染途径不同，但最终都会引发骨组织破坏和炎症肉芽组织形成。传统治疗方法对中晚期联合病变效果有限，亟需从分子层面揭示其差异机制。

第四军医大学口腔医学院的研究团队通过单细胞转录组技术，首次系统比较了PD和PP在肺泡骨组织中的细胞异质性和关键基因表达差异。研究发现，PD组以T细胞(25.53%)和内皮细胞(22.67%)为主，而PP组以浆细胞(48.39%)和成纤维细胞(21.56%)为特征。通过GEO数据库获取的GSE171213(5例PD+4例健康对照)和GSE181688(3例PP)数据集，结合qPCR验证队列(15例临床样本)，研究揭示了两种疾病在分子和细胞层面的显著差异。

关键技术方法包括：单细胞RNA测序数据整合分析(Seurat 4.0.5)、细胞互作网络构建(CellChat 1.6.1)、伪时间轨迹分析(Monocle 2.18.0)、功能富集分析(clusterProfiler 4.4.4)以及qPCR验证实验。

定义聚类和降维分析
通过UMAP可视化鉴定出8种细胞类型，发现PD和PP组中B细胞/T细胞比例下降，而成纤维细胞/浆细胞比例升高，与H&E染色显示的炎症细胞浸润一致。

细胞通讯分析
发现成纤维细胞通过LGALS9-CD44与巨噬细胞、通过GZMA-F2R与T细胞发生强相互作用，CXCL12-CXCR4是成纤维细胞-B细胞最显著的配体-受体对。

成纤维细胞和巨噬细胞亚群
成纤维细胞分为促炎的CXCL14⁺
亚型(高表达SFRP4)和抗炎的RGS5⁺
亚型，前者富集于干扰素-γ反应和IL-6/JAK/STAT3通路。巨噬细胞中M1型(CCR7⁺
)在G1期占主导，伪时间分析显示其由M2型(TNFSF10⁺
)演化而来。

功能异质性分析
鉴定出251个差异基因(DEGs3)，其中PD特异性基因ADGRF5和IFITM1与吞噬作用相关，PP特异性基因NLRP3和PTAFR参与炎症反应。qPCR验证显示所有关键基因表达量呈现PP>PD>HC的趋势。

该研究首次在单细胞层面阐明PD和PP的分子差异：4个PD特异性基因(COL4A2、GPR183等)主要涉及血管生成和免疫调节，而16个PP特异性基因(如C1QA、CCL3等)更多参与补体激活和细胞吞噬。成纤维细胞亚型CXCL14⁺
和RGS5⁺
的发现，为理解炎症微环境中细胞可塑性提供了新视角。研究还揭示CXCL信号通路是细胞互作的核心枢纽，这为开发针对特定细胞亚群的精准治疗策略奠定了理论基础。

值得注意的是，GPR183作为G蛋白偶联受体在两种疾病中均显著上调，提示其在口腔免疫调节中的潜在作用。而COL4A2在血管重塑中的双重角色，可能解释PD和PP中不同的骨破坏模式。尽管样本量有限，但该研究通过整合生物信息学与实验验证，为理解牙周疾病的分子机制提供了重要框架，未来可通过调控关键细胞亚群或信号通路开发新型治疗策略。