剪切应力触发ATP释放通过P2Y1-钙信号通路调控人牙周膜干细胞血管生成特性的机制研究

本研究针对牙周组织再生中血管化难题，首次揭示剪切应力通过触发细胞外三磷酸腺苷(eATP)释放，激活P2Y1受体-钙离子信号通路，显著增强人牙周膜干细胞(HPDLSCs)的内皮分化与血管生成能力。研究人员采用0.5 Pa流体剪切应力模型结合分子阻断实验，发现该机制可上调ANG1/VEGF等7种血管标记物表达，并促进体外血管网络形成，为力学刺激在牙周再生中的应用提供新靶点。

　　

在口腔组织再生领域，如何实现功能性血管网络重建始终是制约牙周炎治疗效果的瓶颈。传统生长因子疗法存在成本高、稳定性差等局限，而力学刺激作为天然生理信号，其调控机制尚未充分挖掘。朱拉隆功大学牙科学院的研究团队在《Scientific Reports》发表的研究，首次系统揭示了机械力-嘌呤能信号轴在牙周膜干细胞血管化中的核心作用。

研究团队采用旋转锥板装置施加0.5 Pa剪切应力，通过ATP生物发光检测、qPCR和ELISA等技术，结合P2X7/P2Y₁受体特异性抑制剂和钙信号阻断剂，系统分析了HPDLSCs的血管相关标记物表达和体外血管形成能力。从患者第三磨牙分离的HPDLSCs经流式鉴定(CD44⁺/CD105⁺/CD90⁺＞90%)并验证多向分化潜能后用于实验。

剪切应力触发ATP释放
实验显示0.5 Pa应力24小时使ATP释放量显著增加3.2倍，同时下调CD73/CD90等干细胞标记物，提示力学刺激启动细胞命运转变。

力学与化学刺激协同促血管
剪切应力与200 μM eATP处理均显著上调ANG1、CD31、FLK1等7种血管标记物mRNA水平（P<0.001），其中FLK1蛋白表达增加2.8倍。Matrigel实验观察到48小时后形成完整管状结构，Calcein AM染色证实其血管网络形成能力。

P2Y₁-钙信号通路的关键作用
机制研究发现P2Y₁抑制剂MRS2179可使血管标记物表达降低67-82%，而P2X7抑制剂无影响。进一步采用IP3拮抗剂肝素硫酸盐和钙动员抑制剂TMB8，证实细胞内钙释放是下游关键环节（P<0.0001）。

这项研究不仅阐明力学刺激通过"剪切应力-eATP-P2Y₁-钙信号"级联反应调控血管生成的分子机制，更创新性地提出将牙周膜干细胞力学预处理作为增强组织再生能力的策略。该发现为开发靶向嘌呤能受体的新型牙周再生疗法奠定理论基础，同时为其他缺血性疾病的治疗提供跨学科借鉴。研究采用的0.5 Pa应力参数模拟生理性咬合力范围，具有直接临床转化价值，未来或可通过定制化力学培养系统优化干细胞移植效果。