牙周膜干细胞来源外泌体对正畸骨改建的影响

摘要

目的 探讨牙周膜干细胞来源外泌体（periodontal ligament stem cells-derived exosomes,PDLSC-Exos）在影响正畸骨改建中的作用，以期为正畸牙齿移动提供新的治疗策略。方法 本研究已通过单位伦理委员会审查批准。收集临床正畸减数拔牙的健康牙周膜组织，分离并培养牙周膜干细胞（periodontal Ligament stem cells,PDLSCs），当培养至第三代时，检测其自我更新能力和多向分化潜能。梯度离心法分离纯化PDLSC-Exos，并通过透射电镜、免疫荧光、ZetaView和纳米流式等进行鉴定。采用10μg/mL PDLSC-Exos与PDLSCs共培养诱导成骨分化（PDLSCs+Exos），评估其对成骨的影响。诱导骨髓单核细胞（bone marrow mononuclear cells,BMMs）向破骨细胞分化[30 ng/mL巨噬细胞集落刺激因子（macrophage colony stimulating factor,M-CSF）+50 ng/mL核因子κB受体活化因子配体（receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL）]，随后加入10μg/mL PDLSC-Exos处理，以评估其对破骨细胞的影响。构建正畸牙移动大鼠动物模型（orthodontic tooth movement,OTM），并于建模前3天牙周膜局部注射50μg/mL PDLSC-Exos(OTM+Exos),2 d/次，持续14 d。Micro-CT分析牙槽骨改建、免疫组化及免疫荧光技术分析牙槽骨的破骨情况。结果 分离纯化的PDLSCs具有间充质干细胞的基本特性，且PDLSC-Exos具有细胞外囊泡的典型特征。PDLSC-Exos明显促进PDLSCs成骨分化，并促进了BMMs的破骨分化及骨吸收活性（P <0.05）。PDLSC-Exos牙周局部注射的大鼠牙槽骨改建速度明显加快，牙齿移动距离显著增加（P <0.05）；免疫组化结果显示PDLSC-Exos促进破骨细胞的分化（P <0.05）。此外，免疫荧光发现PDLSCExos与破骨细胞共定位表达，说明PDLSC-Exos可能在体内促进破骨细胞的分化。结论 PDLSC-Exos促进PDLSCs成骨分化及BMMs破骨分化，并且加速了正畸骨改建的速度，从而加快了正畸牙移动。

关键词

牙周膜干细胞 / 外泌体 / 成骨细胞 / 破骨细胞 / 牙周膜 / 正畸骨改建 / 正畸牙移动模型 / 牙槽骨