聚合物囊泡包载的硫化氢对炎症微环境下正畸牙移动的作用研究

Orthodontic treatment can cause periodontal inflammation when patients’ oral hygiene is poor.Without effective control,it will result in imbalanced periodontal remodeling, thereby affecting orthodontic treatment . In inflammatory microenvironment, the function of PDLCs, especially PDLSCs which are the key cells to periodontal tissue regeneration is impaired. How to protect proliferation and differentiation abilities of PDLSCs has taken on added importance. Research suggests that gaseous signal molecule H2S shows cytoprotective properties in many inflammatory disease models. Our previous work found that H2S can regulate PDLSCs’ function , enhance production of osteogenic factors and reduce the level of apoptosis in inflammatory microenvironment. However, whether H2S can promote periodontal remodeling by protecting PDLCs/PDLSCs in inflammatory microenvironment and under the exposure of orthodontic force is uncertain. This project aims to adopt the PDLSCs-targeting polymer vesicles as a nanocarrier of H2S donors which acts on PDLSCs in inflammatory microenvironment and under the exposure of orthodontic force, in order to evaluate the changes of PDLSCs’ proliferation and differentiation abilities and its effect on periodontal remodeling. We except to provide theoretical foundation for regulating effect of H2S on periodontal tissues and technical support for its promising applications in inflammatory microenvironmet during orthodontic treatment.

正畸患者口腔卫生不良时可引起牙周组织炎症，若不能及时控制容易导致牙周组织改建失衡，影响正畸治疗效果。炎症微环境下，牙周膜细胞(PDLCs)及其干细胞(PDLSCs)功能受损，而PDLSCs是牙周组织再生的关键细胞，如何在此过程中保护其增殖分化能力尤为重要。研究表明，气体分子H2S在多种炎症疾病模型中表现出细胞保护作用。本课题组前期研究显示H2S能调节PDLCs功能，促进成骨因子表达，并可降低炎症微环境下PDLSCs凋亡水平。然而，H2S在炎症微环境和正畸力作用下能否通过对PDLCs/PDLSCs的保护来促进牙周组织改建尚不明确。因此，本项目拟运用可靶向PDLSCs的聚合物囊泡包载H2S供体，作用于炎症及正畸力环境下的PDLSCs，观察其增殖分化能力的变化及对牙周组织改建的影响，为探讨H2S在炎症微环境下对牙周组织改建的调控作用及应用前景提供理论依据与技术支持。

硫化氢（H2S）可影响牙周组织中的多种细胞功能，在炎症反应和牙周组织改建中发挥重要作用。牙周膜细胞（PDLCs）是分布于牙根周围的成纤维细胞，参与炎症微环境下正畸牙移动（OTM）过程中的牙周组织改建。其中，牙周膜干细胞（PDLSCs）具有多向分化潜能，可实现牙周组织再生。本项目通过体外实验研究H2S及胱硫醚γ合成酶（CSE）对力刺激和炎症诱导的PDLCs/PDLSCs的影响；通过体内实验研究其对牙周炎及OTM的影响，并探究细胞自噬在其中的作用。结果表明，力刺激诱导的PDLCs自噬可促进OTM中的破骨分化；H2S可通过增强细胞自噬促进脂多糖（LPS）诱导的PDLCs炎症反应，加重体内实验性牙周炎的牙周组织破坏；敲除CSE可抑制巨噬细胞M1型极化，减轻牙周炎表型；炎症刺激抑制PDLSCs的成骨分化能力，H2S可修复这一损伤。本项目还构建了一种温敏性缓释H2S的PDLSCs靶向聚合物囊泡，通过体外实验验证了聚合物囊泡的理化性能及靶向性能；并成功构建了包载H2S缓释抗炎药ATB-346的聚合物囊泡。此外，本项目探究了H2S和CSE对骨缺损愈合、正畸牙根吸收及咬合创伤中牙槽骨的影响，发现H2S可增强骨髓间充质干细胞的成骨分化能力，促进下颌骨缺损愈合；CSE可加重正畸牙移动中的牙根吸收；敲除CSE可下调咬合创伤导致的牙槽骨破骨分化，减轻骨吸收。.综上所述，本项目系统研究了力刺激和炎症微环境下H2S对PDLCs/PDLSCs功能及牙槽骨改建的影响，对牙周炎患者的牙周组织再生及正畸治疗的安全性提供了科学依据。本项目构建的可缓释H2S的PDLSCs靶向及包载抗炎药物的聚合物囊泡，为炎症微环境下的有效正畸治疗及气体分子研究和应用提供了一定的技术支持。