硫氧还蛋白相互作用蛋白介导的炎症稳态失衡在牙周膜干细胞骨向分化调控中的作用

摘要

目的 探讨硫氧还蛋白相互作用蛋白(thioredoxin-interacting protein, TXNIP)在脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)诱导的炎症稳态失衡条件下对牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cells, PDLSCs)骨向分化能力的影响及潜在稳态调控机制。方法 分离培养人PDLSCs,并进行鉴定，使用细胞计数试剂盒(cell counting kit-8, CCK-8)和实时荧光定量反转录聚合酶链式反应(real time fluorescence quantitative reverse transcription polymerase chain reaction, RT-qPCR)筛选TXNIP抑制剂SRI37330的最适浓度，以PDLSCs为研究对象，分为Blank组(正常培养)、SRI37330组(正常培养条件下加入SRI37330)、LPS组(正常培养条件下加入LPS)、LPS+SRI37330组(LPS+SRI37330)、LPS+成骨诱导液(osteogenic medium, OM)组(LPS+OM)、LPS+OM+SRI37330组。碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)染色和活性检测各组早期矿化水平，茜素红S法(alizarin red S, ARS)染色检测各组矿化基质的形成情况，RT-qPCR和蛋白质印迹(Western blotting, WB)检测骨向分化相关基因和蛋白的表达水平。RNA转录组测序分析TXNIP调控PDLSCs炎症-成骨稳态转换这一过程的潜在信号通路。结果 成功培养出生长状态良好的PDLSCs。流式细胞术证实PDLSCs表达间充质干细胞表面标志物，不表达造血谱系表面标志物。根据CCK8和RT-qPCR结果，选取浓度为0.6μmol/L的SRI37330用于后续实验。ALP染色、ALP活性检测、ARS染色、RT-qPCR和Western boltting结果表明，LPS诱导的炎症稳态失衡可显著抑制PDLSCs成骨向分化，而加入TXNIP抑制剂SRI37330后则能明显逆转PDLSCs的骨向分化能力。RNA转录组测序分析表明，TXNIP抑制剂SRI37330可能通过mTOR信号通路和AMPK信号通路，促进PDLSCs在LPS诱导的炎症刺激下的成骨分化稳态的重建。结论 在炎症稳态失衡状态下，TXNIP可能通过mTOR通路和AMPK通路来抑制PDLSCs的成骨分化能力，靶向调控TXNIP有助于恢复炎症微环境下的骨稳态，可为稳态医学视角下的牙周组织再生提供新的治疗策略。

关键词

牙周膜干细胞 / 炎性微环境 / 骨向分化 / 硫氧还蛋白相互作用蛋白 / 脂多糖 / SRI37330 / 稳态医学