闫群
[转载]hLife | 北大口腔陈峰团队揭示结肠炎加剧牙周炎新机制:NOX2/ROS轴是关键!
2025-4-8 16:45
阅读:229
牙周炎是一种由牙菌斑生物膜引起的慢性炎症性疾病,可导致牙周组织破坏和牙齿脱落。炎症性肠病(IBD)则是一组以肠道慢性炎症为特征的疾病,包括溃疡性结肠炎和克罗恩病。尽管牙周炎和IBD在解剖位置上相距较远,但越来越多的研究表明,两者之间存在双向关系。例如,IBD患者常伴有更严重的牙周炎,而牙周炎也可能加重IBD症状。然而,这种关联的具体分子机制尚不清楚。

为深入探究牙周炎和IBD相互关联的机制,近日,北京大学口腔医院中心实验室陈峰团队与北京大学口腔医院第五门诊段成钢团队在hLife上发表了题为“Dextran sulfate sodium-induced colitis exacerbates periodontitis via the NADPH oxidase 2/reactive oxygen species axis in M1-like macrophages”的文章(图1),本研究通过构建结肠炎和牙周炎小鼠模型,结合单细胞转录组学研究,探究上述疑问,并评估 NOX2/ROS 轴作为 IBD 相关牙周炎治疗靶点的可行性。

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右旋糖酐硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎加重牙周炎症

通过建立对照组(CTRL)、DSS诱导的结肠炎组(IBD)、非DSS处理但结扎诱导的牙周炎组(P)以及DSS诱导的结肠炎和结扎诱导的牙周炎组(IBDP)模型,发现DSS诱导的结肠炎确实加剧了牙周炎炎症。通过活体成像系统监测牙周组织中的活性氧(ROS)水平,发现结肠炎不仅加剧了牙周炎症,还显著提高了牙周组织中的ROS水平(图2)

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NADPH氧化酶相关基因的上调与ROS通路激活为进一步探究ROS水平升高的机制,利用已发表的口腔黏膜免疫细胞单细胞测序数据,分析了结肠炎和牙周炎中ROS水平增加的细胞来源。结果显示,六种口腔黏膜免疫细胞中,只有吞噬细胞在IBDP组中表现出NADPH氧化酶相关基因表达的增加。基因集富集分析进一步表明,ROS相关通路仅在IBDP组的巨噬细胞中显著富集。此外,巨噬细胞中与NADPH氧化酶和线粒体相关的基因在IBDP组中显著上调,氧化还原酶活性和氧化磷酸化水平也显著增强(图3)

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M1样巨噬细胞在牙周炎加剧中的关键作用

通过对巨噬细胞亚群的分析,发现Ma.3亚群在IBDP组中高表达NADPH相关基因,暗示其可能是加剧牙周炎的关键细胞群。Ma.3亚群高表达的基因包括炎症和先天免疫相关因子,且其显著富集的通路包括炎症反应调控、对细菌来源分子的细胞反应、中性粒细胞迁移等。免疫荧光染色进一步证实,IBDP组牙周组织中M1型巨噬细胞的浸润显著增加。此外,Ma.3亚群还表现出与中性粒细胞聚集相关基因的上调,这与ROS反应通路相关的基因特征一致(图4)

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NOX2/ROS/MAPK/NF-κB信号通路的激活

研究进一步聚焦于NOX2/ROS通路,发现IBDP组中MAPK ERK1/2、JNK和NF-κB通路显著激活。结果表明,M1样巨噬细胞可能是NOX2/ROS/MAPK/NF-κB通路中加剧牙周炎的关键细胞,而PKCδ可能是潜在的上游调控因子(图5)。

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NOX2抑制剂的治疗潜力

为验证NOX2/ROS轴的治疗潜力,研究团队在DSS诱导的结肠炎和牙周炎小鼠模型中使用了NOX2抑制剂。结果显示,NOX2抑制剂显著减轻了牙周炎引起的牙龈肿胀、炎症和牙槽骨破坏(图6)。活体成像和免疫荧光染色进一步证实,NOX2抑制剂显著降低了牙周组织中的ROS水平和M1型巨噬细胞的浸润(图7)。

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NOX2 抑制剂的使用可减轻牙周和肠道微生物群的扰动

除此之外还发现,NOX2 抑制剂组口腔微生物群落多样性更高,口肠共享微生物类群减少(图8)。说明NOX2 抑制剂能够减轻牙周和肠道微生物群的扰动。

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综上所述,本研究为理解牙周炎和IBD之间的相互作用提供了新的分子机制,并为开发新的治疗策略提供了潜在靶点。通过调控NOX2/ROS轴,未来可能能够有效减轻或预防由结肠炎加剧的牙周炎,从而改善患者的生活质量

作者简介

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徐田松 助理研究员

第一作者 

机构:北京大学口腔医院

研究方向口腔微生态及疾病研究

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张丽琪 博士研究生

第一作者 

机构:北京大学口腔医院

研究方向口腔微生态及疾病研究

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段成钢 副主任医师

通讯作者

机构:北京大学口腔医院

研究方向口腔微生态与疾病研究       

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陈峰  研究员

通讯作者

机构北京大学口腔医院

研究方向口腔微生态与疾病研究(微生物宏基因组学与唾液蛋白/多肽组学)

引用格式:Xu T, Zhang L, Li M, et al. Dextran sulfate sodium-induced colitis exacerbates periodontitis via the NADPH oxidase 2/reactive oxygen species axis in M1-like macrophages. hLife 2025; https://doi.org/10.1016/j.hlife.2025.01.006.

期刊简介

hLife高福院士董晨院士和Jules A. Hoffmann教授(2011诺奖获得者)领衔,是中国科学院微生物研究所主办,中国生物工程学会,浙江大学陈廷骅大健康学院,西湖大学医学院,上海市免疫治疗创新研究院和广州霍夫曼免疫研究所联合支持,与国际出版商爱思唯尔合作的健康科学领域综合性英文期刊。

hLife聚焦健康科学领域的前沿进展,旨在促进基础研究与临床应用的融合发展。期刊发表与医学相关各研究领域最新成果,学科领域包括(但不限于)病原生物学、流行病学、生理学、免疫学、结构生物学、疾病监测、肿瘤、药物、疫苗和健康政策等。

hLife是一本金色开放获取期刊,月刊出版;2022年成功入选“中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊”;2023年11月正式创刊; 2024年5月被DOAJ收录;2024年8月被Scopus收录。

2026年前hLife接收的稿件免收文章处理费(APC)。

期刊网址:

https://www.sciencedirect.com/journ

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