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成牙本质细胞之间紧密相连形成一道牙齿内部防线，能够承受外部刺激，尤其是龋齿引起的炎症反应。来自武汉大学口腔医学院张露课题组的研究人员发现，源自成牙本质细胞的外泌体作为细胞间通讯作用，保护轻度炎症的成牙本质细胞减缓细胞凋亡。该研究发表于口腔专业杂志Journal of Dental Research上。
成牙本质细胞（Odontoblasts）非常稳定并且在人牙髓中以紧密的形式排列。在龋齿发展过程中，成牙本质细胞维持自身活力的能力对于发炎牙髓的恢复至关重要。研究人员先前发现，脂多糖（LPS）处理的成牙本质细胞通过自噬参与细胞间的抗凋亡反应。然而，受LPS影响的牙髓微环境因多种细胞成分和炎症效应的差异而变得复杂化。龋齿附近或紧邻龋齿病变的一些成牙本质细胞在LPS刺激后影响较为严重，而远端的成牙本质细胞则影响变化较小。作为牙齿内部的一道防线，成牙本质细胞层的完整性对其抵抗外部刺激很重要。然而，研究人员尚未明确是否存在一种保护成牙本质细胞免受外界刺激的细胞间调节机制。
细胞外囊泡（EV），特别是外泌体成分，作为细胞间通讯的关键机制发挥作用。外泌体是30至100nm大小的颗粒，其最初由各种细胞分泌并表达一些常规的表面标志物，例如CD9、CD63和CD81等。外泌体最初在称为多泡体（MVB）的内体内形成，然后MVB被转运至质膜并与质膜融合以外泌体的形式释放。外泌体依赖于其内部和表面丰富的物质在细胞之间传递信号。甚至在远端部位，外泌体可以携带蛋白质、脂质和核酸，包括DNA、mRNA和miRNA，将这些物质穿梭到受体细胞中。
外泌体在多种疾病中起重要作用，包括疟疾、黑色素瘤、卵巢癌和慢性肾衰竭等。此外，许多研究人员正在研究外泌体在口腔医学中的功能。研究发现，循环中的血小板衍生膜微粒（PMP）的水平升高与炎症相关因子的分泌密切相关，并且可能促进口腔鳞状细胞癌（OSCC）患者的促凝血活性增加。来自唾液的外泌体与OSCC的预后密切相关。同时，外泌体还通过转移miR-135a激活Wnt /β-catenin信号传导并增加牙本质基质蛋白的间充质产生来介导牙齿发育中的上皮细胞和间质间的通信。
在这项研究中，研究人员发现外泌体在LPS处理的成牙本质细胞的抗凋亡反应中发挥作用。CD63（外泌体标记物）在牙髓的龋齿区域中高表达。研究人员通过将不同浓度的LPS应用于成牙本质细胞样细胞（在源自人根尖牙乳头干细胞中诱导矿化）进行离体实验，发现用高浓度LPS（20μg/ mL）处理的成牙本质细胞样细胞表现出外泌体的加速释放，并减弱了用低浓度LPS（1 μg/ mL）处理的成牙本质细胞样细胞的LPS诱导的细胞凋亡。这些数据证实成牙本质细胞样细胞分泌外泌体，LPS处理增加了外泌体的分泌。受LPS严重影响的矿化的人根尖牙乳头干细胞（SLMhSCAP）分泌的外泌体能够减轻受LPS影响较小的矿化hSCAP细胞 （MLM-hSCAP）的细胞凋亡。这项研究证实，严重发炎的成牙本质细胞通过外泌体介导的细胞间信号通路，减缓了轻度炎症下的邻近细胞的凋亡。
图：受LPS影响严重的矿化hSCAP细胞分泌外泌体，可减缓轻度LPS影响的矿化hSCAP的细胞凋亡。
参考文献：Wang HS, Yang FH, Wang YJ, Pei F, Chen Z, Zhang L. Odontoblastic Exosomes Attenuate Apoptosis in Neighboring Cells. J Dent Res. 2019 Aug 30:22034519869580.
doi: 10.1177/0022034519869580.
