FAM20C 抑制牙周炎症中 Caspase-1 依赖性成骨细胞焦亡

《International Immunopharmacology》：FAM20C restrains Caspase-1-dependent osteoblast pyroptosis in periodontal inflammation

【字体：大中小】 时间：2026年10月21日 来源：International Immunopharmacology 5.6

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　　 •FAM20C在炎症牙周组织和LPS处理细胞中表达升高。•Fam20c缺失使成骨细胞对Caspase-1/GSDMD介导的细胞焦亡更加敏感。•RNA-seq将Fam20c缺失与细胞焦亡和内质网应激特征联系起来。•代谢组学揭示了嘌呤和氨基酸代谢的重塑。•Ac-YVAD-CMK可

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FAM20C在炎症牙周组织和LPS处理细胞中表达升高。
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Fam20c缺失使成骨细胞对Caspase-1/GSDMD介导的细胞焦亡更加敏感。
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RNA-seq将Fam20c缺失与细胞焦亡和内质网应激特征联系起来。
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代谢组学揭示了嘌呤和氨基酸代谢的重塑。
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Ac-YVAD-CMK可逆转Fam20c缺陷细胞中的炎症激活。

引言

FAM20C是一种分泌途径酪蛋白激酶，可磷酸化SIBLING家族成员以及矿化组织发育所需的一系列分泌型或细胞外蛋白[1], [2], [3]。致病性FAM20C变异会导致Raine综合征，其特征包括骨硬化症、低磷血症、颅面部异常和牙釉质缺陷[1]。重要的是，FAM20C相关疾病患者和Fam20c缺陷小鼠也会发生早期且侵袭性强的牙周炎症病变、反复牙周脓肿和快速牙槽骨丧失[4], [5], [6], [7]。这些发现表明，FAM20C可能通过基质矿化缺陷以外的机制影响牙周稳态。

牙周炎由菌群失调的微生物群落与破坏性宿主反应之间的相互作用驱动[8], [9]。成骨细胞系细胞维持牙槽骨稳态，并通过炎症信号传导对微生物产物做出反应。细胞焦亡由炎症小体依赖的Caspase-1激活启动，并切割gasdermin D (GSDMD)，形成膜孔并促进IL-1β和IL-18释放[10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18]。NLRP3、Caspase-1、GSDMD及相关细胞因子通路在牙周炎症中增加，并促进炎症性骨吸收[19], [20]。

几项发现将Fam20c与可改变炎症小体敏感性的细胞应激通路联系起来。Fam20c依赖的蛋白二硫键异构酶磷酸化支持内质网蛋白稳态，而Fam20c缺失可能扰乱内质网和Ca²⁺稳态[21], [22]。内质网应激和Ca²⁺失衡是NLRP3炎症小体激活的已知途径[23]。Fam20c还调节Calpastatin/Calpain蛋白水解、蛋白分泌和骨重塑通路[24], [25], [26]。我们假设Fam20c维持成骨细胞状态，使其对炎症性Caspase-1激活具有更高的阈值。

我们检测了FAM20C/Fam20c在人和小鼠牙周炎症组织中的表达，测试了牙周相关细胞模型中对LPS的反应性表达，并构建了Fam20c缺失和过表达的成骨细胞。转录组和代谢组学分析确定了相关的细胞状态，并使用Ac-YVAD-CMK来检测Caspase-1活性对细胞焦亡表型的贡献。

章节摘要

组织样本

将八周龄健康雄性C57BL/6小鼠随机分配至对照组和结扎诱导的牙周炎组（每组n = 6）。所有动物实验程序均遵循哈尔滨医科大学附属第二医院动物福利委员会的指南（YJSDW2022–210）。小鼠使用异氟烷麻醉，通过将5–0丝线结扎在左侧上颌第二磨牙周围来诱导实验性牙周炎。两周后，处死小鼠，

Fam20c在人和小鼠牙周炎症组织中上调

年龄、性别分布、吸烟状态和BMI在健康组和牙周炎组之间无统计学差异（分别为P = 0.4134，P = 1.0000，P = 1.0000和P = 0.1429）。牙周炎组的探诊深度、临床附着丧失和探诊出血较高（补充表S1）。我们建立了结扎诱导的小鼠牙周炎模型。结扎后两周，牙周病变显示牙槽骨丧失和炎症细胞浸润（图1A）。Fam20c

讨论

本研究确定Fam20c是成骨细胞对炎症性细胞焦亡易感性的一种决定因素。FAM20C/Fam20c在炎症人和小鼠牙周组织以及LPS暴露后升高。Fam20c缺失与ER/Ca²⁺应激、代谢重塑、Caspase-1切割和GSDMD依赖性膜损伤相关。Fam20c过表达和YVAD可减轻细胞焦亡表型。

人类牙龈FAM20C已在角质形成细胞、血管细胞、成纤维细胞和

CRediT作者贡献声明

Jiahui Zhang：撰写——审阅与编辑，撰写——原稿，监督，方法论，调查，形式化分析，数据整理，概念化。Xinrui Luan：调查，形式化分析，数据整理，概念化。Xinpeng Liu：撰写——审阅与编辑，调查，数据整理。Wenxuan Zhang：撰写——审阅与编辑，方法论，调查，概念化。Lili Jiang：撰写——审阅与编辑，方法论，调查，概念化。Junlong Da：

伦理批准与参与同意

所有动物实验程序均经哈尔滨医科大学附属第二医院伦理委员会批准（YJSDW2022–210）。人类牙龈组织采集经哈尔滨医科大学附属第二医院伦理委员会批准（KY2021–232），并获得所有参与者的书面知情同意。

资助

本工作由黑龙江省自然科学基金（项目编号：PL2024H148）、哈尔滨医科大学附属第四医院优秀青年学者项目（项目编号：HYD8YYXQN202402）、广东省基础与应用基础研究基金（项目编号：2022A1515012626）以及深圳市基础研究专项基金（项目编号：JCYJ20220530154605012）资助。资助方未参与研究设计、数据收集和分析、数据解释、

利益冲突声明

作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些可能影响本文所报告的工作。

致谢

作者感谢捐献牙龈组织样本的患者和志愿者，以及哈尔滨医科大学附属第二医院在样本采集方面提供协助的临床工作人员。

引言