正如我们平常感受到的那样，口腔内的伤口愈合比其它部位更快。有报道指出，牙龈组织的修复速度大约是皮肤损伤修复速度的两倍，而且还能减少疤痕的形成，其中一个关键或许就是牙龈间充质干细胞（gingival mesenchymal stem cells，GMSCs），其能够产生多种类型的细胞。近日，来自宾夕法尼亚大学的研究人员阐明了牙龈间充质干细胞加速组织修复的新分子机制。
早期研究发现，间充质干细胞能够通过在胞外囊泡中释放信号分子来发挥功能。因此，理解如何有效区分牙龈组织和皮肤组织中的间充质干细胞非常重要。在这项新的研究中，研究人员对来自牙龈和皮肤中的间充质干细胞的功能进行了对比。结果发现，GMSCs包含多种蛋白质，包括炎症抑制因子IL-1RA，其能够阻断促炎性细胞因子的释放。随后，研究人员进一步探究了控制IL-1RA和其它细胞因子的释放机制，发现Fas蛋白可能在其中扮演关键角色。相比皮肤中的间充质干细胞，牙龈间充质干细胞中含有更多的Fas蛋白，缺失Fas的小鼠机体中IL-1RA的水平也较低，其所释放的物质水平也会下降。分子探针研究结果表明，Fas能够形成Fap-1和Cav-1的蛋白复合体来诱发小型胞外囊泡的释放。为了鉴别出这与伤口愈合的关联，研究人员对伤口组织进行检测，发现IL-1RA在伤口周围的GMSCs中水平会增加，而缺失IL-1RA的小鼠的牙龈愈合速度也会明显减慢。当从GMSCs分离IL-1RA，并将其注射到创伤部位时，则能显著提高伤口的愈合速度。
该研究阐明了间充质干细胞影响伤口愈合的新机制，研究人员Songtao Shi等表示，他们的研发目标是开发新型转化疗法，能够让间充质干细胞在临床中应用，包括利用这类干细胞来靶向改善疾病症状，如糖尿病患者出现的伤口愈合速度减缓、炎症和自身免疫系统疾病等。
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The Fas/Fap-1/Cav-1 complex regulates IL-1RA secretion in mesenchymal stem cells to accelerate wound healing.
Mesenchymal stem cells (MSCs) are capable of secreting exosomes, extracellular vesicles, and cytokines to regulate cell and tissue homeostasis. However, it is unknown whether MSCs use a specific exocytotic fusion mechanism to secrete exosomes and cytokines. We show that Fas binds with Fas-associated phosphatase-1 (Fap-1) and caveolin-1 (Cav-1) to activate a common soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor (NSF) attachment protein receptor (SNARE)-mediated membrane fusion mechanism to release small extracellular vesicles (sEVs) in MSCs. Moreover, we reveal that MSCs produce and secrete interleukin-1 receptor antagonist (IL-1RA) associated with sEVs to maintain rapid wound healing in the gingiva via the Fas/Fap-1/Cav-1 cascade. Tumor necrosis factor-α (TNF-α) serves as an activator to up-regulate Fas and Fap-1 expression via the nuclear factor κB pathway to promote IL-1RA release. This study identifies a previously unknown Fas/Fap-1/Cav-1 axis that regulates SNARE-mediated sEV and IL-1RA secretion in stem cells, which contributes to accelerated wound healing.
