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NETs诱导的TREM-1⁺巨噬细胞通过分泌SASP相关因子驱动种植体周炎骨吸收
作者: 刘玛丽雅
单位: 南京医科大学附属口腔医院

摘要

种植体周炎持续性骨吸收是制约种植修复长期成功的关键障碍。其本质在于炎性微环境使组织无法从损伤响应转向再生修复。前期证实,病灶内蓄积的中性粒细胞胞外陷阱(NETs)是关键内源性致病因素,但其下游效应细胞及作用机制不明。本研究发现,NETs使巨噬细胞转变为以TREM-1高表达并持续分泌IL-1β、IL-6、MMP-13等SASP相关因子为特征的功能表型(不同于传统M1/M2极化)。提出病灶中蓄积的NETs可能通过诱导巨噬细胞获得非经典功能表型从而驱动种植体周炎的炎症放大与骨吸收的持续进展,阻碍种植体周骨组织的再生与功能修复。

收集种植体周炎患者的病灶组织,免疫荧光检测NETs蓄积并结合Micro-CT评估骨吸收情况,单细胞转录组测序及免疫荧光,鉴定巨噬细胞亚群特征。NETs与巨噬细胞共培养,流式细胞术、qRT-PCR及ELISA检测TREM-1的表达及SASP相关因子的分泌水平,检测M1/M2的表面标志物。TREM+巨噬细胞与骨髓间充质细胞共培养,评估对成骨分化的作用。建立种植体周炎动物模型,评估NETs、TREM+巨噬细胞与骨吸收病灶区域三者的空间关联性,抑制NETs生成或阻断TREM-1信号验证能否解除组织无法进入再生修复阶段的阻滞状态。

免疫荧光共定位显示NETs富集区、TREM-1+巨噬细胞聚集区与骨吸收区域空间高度重叠。单细胞测序证实该群巨噬细胞特异性高表达TREM-1及SASP相关基因。体外共培养模型发现,NETs刺激可诱导巨噬细胞高表达TREM-1,同时持续分泌大量SASP相关因子,该亚群不呈现典型的M1/M2特征,提示为非经典的功能表型。NETs撤除72小时后,巨噬细胞仍维持以上特征,说明表型具有持续性。TREM+巨噬细胞抑制骨髓间充质细胞成骨分化。TREM+巨噬细胞富集于NETs蓄积区及骨吸收界面。靶向抑制NETs生成或阻断TREM-1可显著减少该亚群的积聚,减轻骨吸收。并发现骨缺损区出现新生骨岛及矿化前沿。

病灶蓄积的NETs通过诱导巨噬细胞获得非经典极化的TREM-1高表达致病表型,通过分泌SASP因子驱动炎症放大与骨吸收的持续进展,使组织无法转向再生修复阶段。靶向抑制NETs生成或阻断TREM-1,可减少TREM-1⁺巨噬细胞的积聚与SASP因子的分泌,遏制骨进行性吸收并重启骨组织再生过程。为实现种植体的长期功能修复提供新的治疗靶点。

关键词: 种植体周炎;中性粒细胞胞外陷阱(NETs);TREM-1;衰老相关分泌表型(SASP)
来源:第十二届中国生物医学工程学会组织工程与再生医学大会