综述：再生牙科中基于光的间充质干细胞代谢调控疗法

《Lasers in Medical Science》：Light-Based Therapies for Metabolic Modulation of Mesenchymal Stem Cells in Regenerative Dentistry

　　

牙周病和颞下颌关节疾病以慢性炎症和支持组织的进行性破坏为特征，导致功能和美学损害。在此背景下，再生牙科学日益关注能够恢复组织结构和功能的微创策略。间充质干细胞（MSCs）因其多向分化潜能、免疫调节特性和旁分泌活性而成为再生方法的核心要素。同时，低水平激光疗法（LLLT），也称为光生物调节（PBM），已成为一种能够调节细胞行为、炎症和组织修复的非侵入性方式。本范围综述综合了关于间充质干细胞与光疗法联合应用的现有证据，重点阐述激光介导的代谢调节如何影响MSC命运和再生结局。总体而言，研究结果表明，PBM以波长、能量和剂量依赖性方式增强MSC的增殖、活力、迁移及谱系特异性分化，包括成骨、成软骨、成血管和成脂分化。新出现的证据表明，线粒体功能是激光照射与MSC反应之间的关键机制联系。光生物调节主要通过激活细胞色素c氧化酶来调节线粒体生物能量学，导致ATP产生增加、活性氧（ROS）信号受到控制，以及RUNX2、Sox9和PPARγ等关键转录因子的调节。这些线粒体介导的效应作为代谢检查点，将微环境线索与谱系定向和组织特异性再生整合起来。总体而言，这些数据支持以下概念：通过PBM精确调节线粒体活性可优化MSC的再生潜能。深入理解激光策略与参数、线粒体代谢、MSC来源和细胞微环境之间的相互作用，对于在牙科和再生医学中制定安全、有效且可重复的再生方案至关重要。

引言

牙周病和颞下颌关节疾病以慢性炎症和支持组织的进行性破坏为特征，传统治疗难以完全修复缺失组织，因此需要再生策略。间充质干细胞（MSCs）具有多能分化、免疫调节和旁分泌作用，是组织工程的核心，但其行为受微环境影响。低水平激光疗法（LLLT）又称光生物调节（PBM），可在不引起热损伤的情况下调节细胞代谢、炎症和愈合过程。本文旨在综述光生物调节对MSC行为及成骨、成软骨、成血管和成脂分化的影响及机制。

纳入与排除标准

本综述纳入直接涉及光生物调节策略的体外研究，包括产生骨、软骨、血管和脂肪组织的谱系；体内研究涉及来自口腔或常用于血管/脂肪形成的细胞，包括牙髓干细胞（DPSCs）、牙周膜干细胞（PDLSCs）、根尖乳头干细胞（SCAPs）、人脂肪来源干细胞（ADSCs）、骨髓间充质干细胞（BMSCs）和人脐静脉内皮细胞（HUVECs）。HUVECs因血管生成在组织再生中的核心作用而被纳入。排除与牙科无关的研究、病例报告和通讯等。

方法

本范围综述遵循Joana Bricks Institute（JBI）方法论及系统评价和 meta 分析扩展声明（PRISMA-ScR）指南。

检索策略

在MEDLINE（PubMed）和LILACS数据库进行检索，采用三步检索策略，使用医学主题词表（MeSH）和健康科学描述符（DeCS）受控词汇。文献导入Rayyan去重和筛选，由两名评审员独立完成，分歧由第三名评审员裁决。

间充质干细胞作为牙科组织再生的核心效应细胞

MSCs是来自骨髓、脂肪、牙髓、牙周膜、牙龈和脱落乳牙等多能基质细胞，具有多向分化、免疫调节和旁分泌活性。牙源组织可微创获取，是细胞治疗的理想来源。然而，MSC命运受化学、机械和物理刺激调控，光生物调节可通过细胞内信号和代谢活动调节其功能。

光生物调节作为间充质干细胞行为代谢及微环境调节因子

激光按波长分为蓝光（400–500 nm）、绿光（500–600 nm）、红光（600–700 nm）和红外光（700–1000 nm）。红光和红外光穿透性好，常用于再生；绿光可影响成纤维细胞胶原表达；蓝光有抗菌作用，但短波长可能产生细胞毒性。PBM通过激活线粒体呼吸链中的细胞色素c氧化酶，改变线粒体膜电位、ATP合成和活性氧（ROS）信号，以剂量依赖和毒物兴奋效应方式调节MSC增殖、迁移、存活和分化。参数选择不当可导致细胞损伤，因此需要标准化。

间充质干细胞与光生物调节在成骨、成软骨、成血管和成脂谱系中相互作用的新证据

成骨分化与线粒体介导的生物能量学

在SCAP和DPSC模型中，红/近红外激光可促进矿化和骨形成；体内研究显示二极管LLLT联合ADMSC移植可增加骨形成。机制包括线粒体超微结构改变、RUNX2、COL1A1、ALP和BMPs上调，以及IL-6和IL-8等促成骨细胞因子分泌增加。660 nm和980 nm激光通过Wnt/β-catenin和BMP/Smad信号协同上调RUNX2和ALP，抑制任一路径均消除激光的矿化效应。线粒体ROS作为第二信使整合成骨信号。

成软骨分化与波长依赖性线