牙龈蛋白酶通过外泌体miR-146a-5p/TRAF6信号通路双重调控成骨与破骨平衡破坏骨稳态的机制研究

本研究揭示了牙龈蛋白酶（Gingipains）通过外泌体miRNA介导的细胞间通讯在牙周炎骨破坏中的关键作用。研究发现牙龈蛋白酶不仅直接抑制骨髓间充质干细胞（BMSCs）的成骨分化，还通过下调外泌体miR-146a-5p表达，解除对TRAF6的抑制作用，从而促进破骨细胞分化。该研究为靶向miR-146a-5p/TRAF6通路治疗牙周炎提供了新思路。

　　

背景与方法

牙龈蛋白酶作为牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）分泌的主要毒力因子，在牙周炎进展中发挥关键作用。研究团队通过收集15例III-IV期牙周炎患者和15例健康对照的龈沟液、龈下菌斑和牙龈组织样本，结合体外细胞实验和大鼠牙周炎模型，系统评估了牙龈蛋白酶对骨代谢的双重调控机制。实验采用MTT法、qPCR、Western blot、微阵列分析和双荧光素酶报告基因检测等多种技术手段。

临床发现

临床样本分析显示，牙周炎患者龈沟液中赖氨酸特异性牙龈蛋白酶（Kgp）和精氨酸特异性牙龈蛋白酶（RgpA/B）活性显著升高，伴随C5a和RANKL水平增加。Western blot证实牙龈组织中Kgp和Rgp表达上调，其中Rgp表达量更高。这些变化与牙周炎严重程度呈正相关。

细胞水平机制

体外实验表明，浓度≥3 μg/mL的牙龈蛋白酶可剂量依赖性地抑制BMSCs增殖，透射电镜观察到明显的细胞器溶解和线粒体损伤。成骨相关标志物RUNX2、BMP-2、ALP和DLX5的表达在mRNA和蛋白水平均显著下调。有趣的是，牙龈蛋白酶处理的BMSCs分泌的外泌体（BMExo-Gin）可促进RAW264.7巨噬细胞向破骨细胞分化，表现为RANKL/OPG比值升高，NFATC1、CTSK和TRAP表达增加。

关键信号通路

微阵列分析发现BMExo-Gin中miR-146a-5p表达显著降低。功能实验证实，miR-146a-5p抑制剂可增强破骨细胞分化，而模拟物则表现出抑制作用。生物信息学分析和双荧光素酶报告实验确定TRAF6是miR-146a-5p的直接靶标。过表达TRAF6可上调破骨标志物表达，这一效应可被miR-146a-5p模拟物逆转。

动物模型验证

在大鼠牙周炎模型中，牙龈蛋白酶加重了丝线结扎诱导的牙槽骨吸收，表现为骨矿物质密度降低、骨小梁数量减少和分离度增加。而在牙槽骨缺损模型中，注射含miR-146a-5p激动剂的外泌体可显著促进新骨形成，减少破骨细胞数量。

研究意义

该研究首次阐明牙龈蛋白酶通过外泌体miR-146a-5p/TRAF6轴双重调控骨代谢的新机制：一方面直接抑制BMSCs的成骨分化，另一方面通过外泌体介导的细胞间通讯促进破骨生成。这一发现为开发靶向miRNA的治疗策略提供了理论依据，对牙周炎等骨破坏性疾病的临床防治具有重要指导价值。