《European Journal of Cell Biology》：Long Non-Coding RNAs in Human Dental Pulp Stem Cell Differentiation: Mechanisms and Therapies
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人类牙髓干细胞（human dental pulp stem cells，hDPSCs）起源于颅神经嵴，与间充质基质细胞（mesenchymal stromal cells，MSCs）共享核心特性。在龋病、创伤或化学损伤后，存活的成牙本质细胞可产生反应性牙本质
人类牙髓干细胞（human dental pulp stem cells，hDPSCs）起源于颅神经嵴，与间充质基质细胞（mesenchymal stromal cells，MSCs）共享核心特性。在龋病、创伤或化学损伤后，存活的成牙本质细胞可产生反应性牙本质，而严重损伤破坏原代成牙本质细胞时，可招募牙髓祖细胞分化为成牙本质样细胞并形成修复性牙本质。hDPSCs在特定实验条件下还展现出成脂、成软骨、成骨、成牙本质及神经源性分化潜能。本综述聚焦于hDPSCs的成骨与成牙本质谱系定向分化，以及影响该定向过程的炎症、缺氧、存活和自我更新状态。
研究人员系统总结了长链非编码RNA（long non-coding RNAs，lncRNAs）如何通过蛋白质、DNA和RNA的多种分子相互作用，协调hDPSCs的多向分化。研究剖析了关键lncRNAs（如H19、MEG3、MALAT1、DANCR、SNHG7）作为miRNA海绵、表观遗传修饰因子以及经典信号通路（Wnt/β-catenin、JNK/MAPK、Hippo-YAP）调节因子的功能多样性，为理解hDPSC命运决定提供了统一框架。本综述首次在牙科干细胞背景下讨论了lncRNAs与R-loop结构之间的交互作用，强调其对转录调控、染色质组织和基因组稳定性的影响，这一新视角将基础RNA生物学与再生应用联系起来。
研究采用叙述性文献综述方法，检索PubMed/MEDLINE、Web of Science Core Collection、Scopus和Google Scholar数据库，时间范围从建库至2026年8月25日。核心检索概念包括"牙髓干细胞"（dental pulp stem cell）与lncRNA、R-loop、细胞外囊泡（extracellular vesicle）、外泌体（exosome）及成牙本质、成骨、分化、自我更新、炎症、缺氧、衰老、血管生成、神经发生等关键词的组合。研究优先纳入hDPSCs/人牙髓细胞中报告lncRNA表达、功能、机制或转化相关性的英文原始研究和综述，其他牙科干细胞群体或非牙科间充质干细胞的研究仅作为明确标注的间接或比较证据。筛选遵循叙述性综述的SANRA原则，未进行效应量合并或正式偏倚风险荟萃分析。
研究结果表明，lncRNA介导的调控机制涉及RNA-蛋白质、RNA-DNA和RNA-RNA相互作用。H19通过miR-140-5p海绵吸附上调BMP-2和FGF9表达，通过SAHH依赖性甲基化调控DLX3表达，并招募EZH2至LATS1启动子增加H3K27me3富集，从多条途径促进hDPSCs成牙本质分化。MEG3在成骨诱导中表达逐渐下降，通过靶向miR-543增加SMURF1表达抑制成骨分化；在炎症条件下MEG3上调，其敲低可减少炎症因子分泌并通过Wnt/β-catenin通路促进成牙本质分化。MALAT1通过miR-140-5p/GIT2轴及ATF4-MALAT1-JMJD3表观遗传轴促进成牙本质分化。DANCR通过抑制Wnt/β-catenin信号及miR-216a/c-Cbl机制抑制成牙本质分化。SNHG7在正常条件下通过miR-1226-3p和miR-210-5p促进分化，在TNF-α炎症条件下通过海绵吸附miR-6512-3p恢复分化能力。其他lncRNAs如XIST通过FUS介导的ZBTB16 mRNA稳定化、FTX通过OCT4/miR-122-5p/FOXO3轴、DLX6-AS1通过发育性单细胞证据支持分化调控。在炎症微环境中，hDPSCs积累R-loop结构并激活cGAS-STING信号，RNase H1过表达可减少R-loop丰度、抑制炎症信号并恢复成牙本质标志物和矿化能力。炎症相关lncRNAs如GATA3-AS1、TFAP2A-AS1、HRL-SC和MIR4435-2HG被鉴定为炎症损伤、存活、迁移和矿化相关分化的候选调节因子。细胞外囊泡研究方面，DPSC来源的EV lncRNA-Ankrd26被报道通过miR-150/TLR4信号调节MSC迁移、成骨分化和牙髓修复。
讨论部分强调，未来研究应优先开展单细胞和空间转录组学、整合lncRNA表达与染色质可及性及R-loop图谱、直接验证lncRNA依赖的R-loop-cGAS-STING信号、严格的ceRNA验证、供体年龄和炎症异质性分层、区分反应性与修复性牙本质形成、遵循MISEV2023标准的标准化EV研究，以及在器官型牙髓培养和体内再生模型中的验证。转化研究还需解决RNA稳定性、细胞特异性递送、生物分布、免疫原性、脱靶效应、可逆性和生产工艺等问题。
结论部分指出，自2000年首次报道克隆源性出生后DPSCs以来，该领域已从表达谱分析发展到基于扰动的RNA-RNA、RNA-蛋白质、染色质、mRNA稳定性、EV转移和R-loop相关机制研究。对于选定的hDPSC通路，双向扰动和拯救实验提供了最强证据，而许多ceRNA分配和跨细胞类型外推仍属初步。2026年R-loop通过cGAS-STING放大炎症并抑制成牙本质分化的证明提供了直接的生物学桥梁，但尚未鉴定出因果调控该轴的hDPSC lncRNA。lncRNAs是有价值的机制探针和候选再生靶点，但当前证据不支持临床疗效声明。
长链非编码RNA调控人牙髓干细胞分化的机制与治疗前景——论文解读
一、研究背景与意义
人牙髓干细胞（human dental pulp stem cells，hDPSCs）起源于颅神经嵴，与间充质基质细胞（mesenchymal stromal cells，MSCs）共享核心特性。在龋病、创伤或化学损伤后，存活的成牙本质细胞可产生反应性牙本质，而严重损伤破坏原代成牙本质细胞时，可招募牙髓祖细胞分化为成牙本质样细胞并形成修复性牙本质。hDPSCs在特定条件下还展现出成脂、成软骨、成骨、成牙本质及神经源性分化潜能。
既往综述已总结过miRNAs和lncRNAs在多种牙组织来源干细胞群体中的成牙本质分化调控、牙源性间充质干细胞的多向分化以及DPSC命运的表观遗传调控和再生牙髓病学。然而，该领域仍存在四个未解问题：单个lncRNA通路的机制证据强度如何；早期综述之后新鉴定了哪些hDPSC相关lncRNAs；炎症和缺氧环境如何改变lncRNA效应；lncRNAs能否被置于连接R-loop稳态、cGAS-STING信号和成牙本质能力的可检验框架中。本综述旨在回答这些问题，优先关注hDPSC特异性扰动研究，评估所提出的机制是否得到定位、物理相互作用、靶位点和拯救证据的支持，并确定lncRNA调控被视为再生干预前所需的实验步骤。
二、主要研究方法
本研究为叙述性综述而非系统评价或定量荟萃分析。研究人员检索了PubMed/MEDLINE、Web of Science Core Collection、Scopus和Google Scholar数据库，时间范围从建库至2026年8月25日。核心检索概念组合包括"牙髓干细胞"（dental pulp stem cell）与lncRNA、R-loop、细胞外囊泡（extracellular vesicle）、外泌体（exosome）及成牙本质、成骨、分化、自我更新、炎症、缺氧、衰老、血管生成、神经发生等关键词。纳入标准为报告hDPSCs/人牙髓细胞中lncRNA表达、功能、机制或转化相关性的英文原始研究和综述；其他牙科干细胞群体或非牙科间充质干细胞的研究仅作为明确标注的间接或比较证据保留。筛选和解释遵循叙述性综述的SANRA原则，未进行效应量合并或正式偏倚风险荟萃分析。
三、主要研究结果
1. hDPSCs概述与lncRNA研究背景
hDPSCs通常从恒牙（包括第三磨牙）牙髓组织分离，不应与脱落乳牙牙髓干细胞（stem cells from human exfoliated deciduous teeth，SHEDs）混淆。它们具有塑料贴壁性、成纤维细胞样形态，表达CD73、CD90和CD105等间充质标志物。牙髓炎通过炎症和微生物应激损害再生能力。反应性牙本质由存活成牙本质细胞分泌，而修复性牙本质形成需要祖细胞/成牙本质样细胞的招募和分化，lncRNA研究因此最直接相关于修复性而非反应性牙本质形成。
2. lncRNA表达谱与历史发展
lncRNAs是长度超过200个核苷酸的转录本，通常缺乏蛋白质编码潜力。与mRNAs相比，lncRNA转录本通常更短（平均长度1-2.9 kb）、外显子更少（平均2.9-10.7个）。mRNAs主要位于细胞质进行翻译，而lncRNAs更常在细胞核富集。核内lncRNAs调节转录、染色质重塑和基因组结构、相分离凝聚体形成及可变剪接；细胞质lncRNAs可作为miRNA海绵、调节翻译、影响翻译后修饰并调节mRNA稳定性。该领域从2000年Gronthos等人分离克隆源性出生后人类DPSCs开始，经历了从表达谱分析到特定转录本功能研究，再到细胞外囊泡转移、发育性单细胞数据集和多组学方法的转变。
3. lncRNA中心调控机制
lncRNAs通过RNA-蛋白质、RNA-DNA和RNA-RNA三类主要相互作用发挥作用。RNA-蛋白质相互作用方面，DIGIT通过与BRD3在H3K18ac富集区域相互作用调节内胚层分化相关转录因子。RNA-DNA相互作用方面，HOTAIRM1结合HOXA2启动子诱导低甲基化和HOXA2激活，促进牙囊干细胞（dental follicle stem cells，DFSCs）成骨分化。RNA-RNA相互作用方面，lncRNAs可作为miRNAs的分子海绵间接调节基因表达，如CALB2作为miR-30b-3p的海绵，其敲低降低RUNX2、DSPP和DMP1蛋白水平，支持其在hDPSCs成牙本质分化中的作用。
4. hDPSCs经典信号通路中的lncRNAs
hDPSC分化整合Wnt/β-catenin、JNK/MAPK、Hippo-YAP、PI3K/AKT/mTOR和表观遗传信号。直接hDPSC证据包括DANCR通过Wnt/β-catenin抑制成牙本质样分化、MCM3AP-AS1/miR-143-3p/IGFBP5调控、SNHG1/miR-328-3p依赖的Wnt/β-catenin调节。相比之下，H19/miR-141/SPAG9机制在根尖乳头干细胞（stem cells from apical papilla，SCAPs）中验证，MEG3/EZH2对Wnt启动子的调控在DFSCs中研究，这些发现具有机制参考价值但不能作为直接hDPSC证据。跨通路而言，当表达变化伴随双向扰动、直接相互作用或靶位点验证及表型拯救时因果置信度最高，仅标志物变化支持关联而非完整机制。
5. 多功能lncRNAs：调节hDPSC分化和R-loop稳态的分子枢纽
H19位于人类染色体11p15.5，由五个外显子组成，产生2.3-kb成熟RNA。H19通过海绵吸附miR-140-5p增加BMP-2和FGF9表达促进成牙本质分化；通过SAHH依赖性甲基化调控DLX3表达表观遗传调节成牙本质分化；还通过招募EZH2至LATS1启动子增加H3K27me3富集抑制LATS1表达促进分化。MEG3位于人类染色体14q32.3。在成骨诱导中MEG3表达逐渐下降而miR-543和RUNX2表达增加，MEG3过表达抑制细胞增殖并降低成骨相关蛋白水平，机制上MEG3通过直接靶向miR-543增加SMURF1表达。相反，MEG3在炎症牙髓和LPS处理的人牙髓细胞中显著上调，其敲低减少TNF-α、IL-1β和IL-6等炎症因子分泌并通过Wnt/β-catenin促进成牙本质分化。
MALAT1通过解除miR-140-5p对GIT2的抑制促进成牙本质分化，并通过miR-200c/miR-203与BMI1关联。更新的机制研究确定了ATF4-MALAT1-JMJD3轴：ATF4结合MALAT1启动子，核内MALAT1与组蛋白去甲基化酶JMJD3相互作用，MALAT1耗竭增加DSPP和DMP1启动子处H3K27me3占据，JMJD3过表达部分拯救分化缺陷。DANCR是抗分化lncRNA，其过表达抑制DSPP、DMP1、矿化和Wnt/β-catenin激活，并通过miR-216a/c-Cbl机制抑制成牙本质细胞分化。SNHG7在hDPSC成骨分化中表达增加，其敲低抑制成牙本质和成骨分化，上调miR-1226-3p和miR-210-5p而下调RAF1和PXDC1；在炎症条件下SNHG7表达下降，其过表达增加BSP、DSPP、DMP1、RUNX2和OPN等成骨标志物表达并通过海绵吸附miR-6512-3p促进分化。
其他近期hDPSC研究扩展了超越经典ceRNA主张的机制格局。XIST结合FUS并稳定ZBTB16 mRNA，ZBTB16过表达部分拯救XIST沉默效应。FTX将OCT4和miR-122-5p/FOXO3与自我更新和多向分化联系起来。发育性单细胞RNA测序鉴定了冠部牙乳头富集的DLX6-AS1，其敲低降低牙胚间充质细胞和hDPSCs中的成牙本质标志物。
关于R-loop动力学，R-loops是由RNA-DNA杂交体和置换的单链DNA组成的三链核酸结构，可调节转录和染色质，但持续存在时促进复制应激、DNA损伤、衰老和先天免疫激活。在LPS诱导的炎症微环境中，hDPSCs积累R-loops并激活cGAS-STING信号，伴随炎症介质表达增加和成牙本质分化减少。RNase H1过表达减少R-loop丰度、抑制cGAS-STING信号和细胞因子表达，并恢复成牙本质标志物和矿化；药理学STING抑制产生部分拯救。这些数据将R-loop稳态与炎症依赖性hDPSC命运联系起来，但尚未鉴定出产生或解决相关R-loops的hDPSC lncRNA。
6. 牙髓炎症与再生中的lncRNAs
炎症条件可改变hDPSC分化过程中的lncRNA谱。GATA3-AS1在牙髓炎患者血清和牙髓组织中上调，通过靶向miR-17-3p调节PI3K-AKT和MAPK信号，参与LPS诱导的牙髓干细胞炎症和凋亡，其沉默减少炎症并改善细胞活力。TFAP2A-AS1在炎症牙髓中高表达，抑制成牙本质分化并促进炎症细胞因子释放，其下调减轻LPS诱导的炎症并增强细胞增殖。缺氧响应性lncRNA HRL-SC通过激活PI3K/AKT通路促进牙髓干细胞增殖和迁移。MIR4435-2HG在炎症牙髓中上调，通过抑制miR-296-5p抑制成骨分化并加剧炎症反应，其敲低改善细胞存活并减少炎症损伤。这些lncRNAs应被视为机制或生物标志物候选物而非有效疗法，因为大多数研究使用LPS处理的二维培养、小规模临床组织样本或短期读数。
四、讨论与结论
讨论部分强调，细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）可在牙髓和基质细胞间转移RNA、蛋白质和脂质。DPSC来源的EV lncRNA-Ankrd26被报道通过miR-150/TLR4信号调节MSC迁移、成骨分化和牙髓修复。未来牙科EV研究应遵循MISEV2023建议。自噬在发育中的成牙本质细胞和牙乳头中发生并可影响应激存活和成牙本质分化，但尚无直接证据表明特定lncRNA控制自噬以决定hDPSC命运。未来工作应优先开展单细胞和空间转录组学、整合lncRNA表达与染色质可及性和R-loop图谱、直接测试lncRNA依赖的R-loop-cGAS-STING信号、严格的ceRNA验证、供体年龄和炎症异质性分层、明确区分反应性和修复性牙本质形成、标准化EV研究以及器官型牙髓培养和体内再生模型验证。转化研究必须解决RNA稳定性、细胞特异性递送、生物分布、免疫原性、脱靶效应、可逆性和生产工艺。目前尚无lncRNA靶向的hDPSC疗法具有已确立的临床疗效。
结论指出，自2000年首次报道克隆源性出生后DPSCs以来，该领域已从表达谱分析发展到基于扰动的RNA-RNA、RNA-蛋白质、染色质、mRNA稳定性、EV转移和R-loop相关机制研究。对于选定的hDPSC通路，双向扰动和拯救实验提供了最强证据，而许多ceRNA分配和跨细胞类型外推仍属初步。2026年R-loop通过cGAS-STING放大炎症并抑制成牙本质分化的证明提供了直接的生物学桥梁，但尚未鉴定出因果调控该轴的hDPSC lncRNA。未来进展取决于标准化细胞定义、供体意识设计、单细胞和空间多组学、器官型和体内验证以及现实的递送和安全性研究。lncRNAs是有价值的机制探针和候选再生靶点，但当前证据不支持临床疗效声明。
