成骨诱导人牙周膜干细胞来源外泌体促进炎症微环境下人牙周膜干细胞成骨分化

背景：成骨诱导间充质干细胞来源外泌体具有较强的成骨分化能力，但是在炎症微环境下对人牙周膜干细胞成骨分化的影响尚不明确。目的：探究成骨诱导人牙周膜干细胞来源外泌体在炎症微环境下对人牙周膜干细胞成骨分化的影响。方法：收集离体牙并分离培养人牙周膜干细胞，成骨诱导3 d后提取外泌体。将人牙周膜干细胞分为4组：对照组加入成骨诱导培养基，外泌体组加入含5μg/mL外泌体的成骨诱导培养基，炎症模型和炎症模型+外泌体组以1μg/mL脂多糖处理24 h构建细胞炎症微环境，炎症模型组在脂多糖处理后加入成骨诱导培养基，炎症模型+外泌体组在脂多糖处理后加入含5μg/mL外泌体的成骨诱导培养基。通过茜素红以及碱性磷酸酶染色法检测各组人牙周膜干细胞的成骨分化能力；实时荧光定量PCR与免疫印迹法检测各组人牙周膜干细胞中Runt相关转录因子2、骨桥蛋白、成骨细胞特异性转录因子Osterix(OSX)和wnt通路相关蛋白β-catenin的表达。结果与结论：(1)与对照组相比，炎症模型组碱性磷酸酶染色相对面积、矿化结节染色相对面积以及Runt相关转录因子2、骨桥蛋白、OSX的表达量显著降低(P <0.05)；(2)与炎症模型组相比，炎症模型+外泌体组碱性磷酸酶染色相对面积、矿化结节染色相对面积以及Runt相关转录因子2、骨桥蛋白、OSX的表达显著升高(P <0.05)；(3)与对照组相比，炎症模型组wnt通路相关蛋白β-catenin表达量显著增加(P <0.05)；与炎症模型组相比，炎症模型+外泌体组β-catenin表达量显著降低(P <0.05)。结果表明，成骨诱导人牙周膜干细胞来源外泌体可促进炎症微环境下人牙周膜干细胞的成骨分化，其作用机制可能与wnt/β-catenin信号通路有关。