牙龈干细胞促进高脂血症小鼠牙周组织修复的抗炎机制研究

An association between hyperlipidemia and periodontitis has been noticed in recent years. The elevated serum lipid level leads to the disorder of immune regulation and the intensified inflammatory state increases the susceptibility of periodontitis to proinflammatory cytokines. We have confirmed transplanted GMSCs can take part in and promote the regeneration of periodontal tissues. As novel postnatal stem cells, gingiva-derived mesenchymal stem cells (GMSCs) have been paid great attention for the more powerful abilities of anti-inflammation and immunomodulation compared with other seed cells. So we speculate that GMSCs can rectify lipid metabolism disorders and reduce inflammation, therefore contributing to the periodontal tissue reconstruction. In this study, we will transplant human GMSCs into experimental hyperlipidemia mice with periodontitis via the tail vein to clarify the capacity of GMSCs to promote periodontal tissue reconstruction. The serum proinflammatory cytokines and lipid levels and the hepatic lipid-related gene expression will be examined to explore the role of GMSCs in the regulation of lipid metabolism and inflammation. In vitro, the effects of GMSCs on mononuclear phagocyte inflammatory response induced by lipid peroxide and signal pathways including p38 MAPK、NF-κB and CD40/CD40L will be determined to explore the possible cellular and molecular anti-inflammatory mechanisms of GMSCs. This study will encourage novel therapeutic approaches for periodontitis patients with hyperlipidemia or other systemic disorders and provide evidence for the application of GMSCs in cell therapy.

高脂血症与牙周炎关系密切，血脂升高可导致免疫系统功能失调，加剧炎症，增加机体对牙周炎的易感性。课题组前期研究证实牙龈间充质干细胞（GMSCs）具有参与和促进牙周组织再生的功能，最新研究显示GMSCs较以往的“种子细胞”具有更强的抗炎和免疫调节作用。我们推测：GMSCs能够纠正机体脂质代谢紊乱，改善机体的炎症状态，治疗牙周炎。本研究拟经静脉移植GMSCs至伴高脂血症的牙周炎动物模型，检测GMSCs对牙周组织的修复作用，检测血液中的炎性细胞因子、生化指标及肝脏中的脂质代谢相关基因表达，评价GMSCs对脂质代谢和炎症的调节作用；体外实验观察GMSCs对单核细胞炎症反应及信号通路p38 MAPK、NF-κB、CD40/CD40L的影响，从细胞和分子水平探索GMSCs调节脂质代谢和抗炎的作用机制，为临床治疗伴高脂血症乃至其他系统性疾病的牙周炎提供新的思路和实验依据。

高脂血症与牙周炎关系密切，血脂升高可导致免疫系统功能失调，加剧炎症，增加机 体对牙周炎的易感性。课题组前期研究证实局部移植的牙龈间充质干细胞(GMSCs)具有参与和促进牙周组织再生的功能；最新研究显示GMSCs较以往的“种子细胞”具有更强的抗炎和免疫调节作用，我们因此推测:GMSC能够纠正机体脂质代谢紊乱，改善机体的炎症状态，治疗牙周炎。为了验证这一设想，我们成功分离培养人GMSCs，并将GFP 标记的GMSCs经静脉移植至伴高脂血症的牙周炎动物模型，发现GMSCs能够归巢至牙周病损部位，参与并促进牙周组织再生；细胞移植后实验组动物的血液脂质水平、炎性细胞因子水平明显下降，抗炎因子水平升高；GMSCs抑制甾醇调节元件结合转录因子1c（SREBP-1c）的表达，并提高过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）和过氧化物酶体增殖物激活受体 - 辅激活因子1（PGC-1α）的水平；通过下调低密度脂蛋白（LDL）和总胆固醇（TC），以及高密度脂蛋白（HDL）的上调，降低TNF-α和IL-6的水平，减轻胆固醇功能障碍。体外实验观察GMSCs在高脂环境中与巨噬细胞共培养后，M1巨噬细胞中TNF-α、IL-6、IL-1β的mRNA水平明显降低，而CD206和IL-10的mRNA水平增高；细胞培养上清液中TNF-α含量明显减少，IL-6、IL-1β明显增加。流式结果显示，GMSCs显著降低巨噬细胞表面CD86和HLA-DR的表达；共培养组巨噬细胞内积累的脂滴少于对照组。本课题观察到了GMSCs在小鼠体内的“归巢”效应，证实GMSCs参与和促进牙周组织的再生，并从细胞和分子水平探索GMSCs调节脂质代谢 和抗炎的作用机制，为临床治疗伴高脂血症乃至其他系统性疾病的牙周炎提供新的思路和实验依据。