今天介绍一项中山大学附属口腔医院发表在《
Journal of Nanobiotechnology
》上的研究：
Macrophage-derived mitochondria-rich extracellular vesicles aggravate bone loss in periodontitis by disrupting the mitochondrial dynamics of BMSCs
，即：
巨噬细胞来源的富含线粒体的细胞外囊泡通过破坏
BMSCs
的线粒体动态性加剧牙周炎中的骨丢失
。
研究主要发现：
巨噬细胞在牙周炎中会释放富含受损线粒体的细胞外囊泡（
MEVs
），这些
MEVs
被骨髓间充质干细胞（
BMSCs
）摄取后，会破坏其线粒体动态平衡，抑制成骨功能，加剧牙周炎中的骨丢失
。
牙周炎是导致成人牙齿丧失的主要原因，其核心病理特征是
炎症性骨破坏
。骨髓间充质干细胞（
BMSCs
）是牙槽骨的主要成骨细胞来源，其功能受损与牙周炎的骨丢失密切相关。
然而，
BMSCs
功能障碍的具体机制仍不清楚。
此外，近年来研究发现，
线粒体功能紊乱与牙周炎的发生发展有关，但其是否参与
BMSCs
的成骨功能障碍也未可知，因此研究拟深入探索牙周炎中
BMSCs
功能障碍的机制。
从临床问题出发：构建炎症巨噬细胞模型
牙周炎的病理过程中，巨噬细胞作为主要的免疫细胞，与
BMSCs
存在广泛的相互作用。研究团队推测，巨噬细胞可能通过某种方式影响
BMSCs
的功能，进而导致骨丢失。
为了模拟牙周炎中的炎症环境，研究团队利用牙龈卟啉单胞菌（
P.g
）感染巨噬细胞，构建了炎症巨噬细胞模型
。结果显示，感染后的巨噬细胞表现出显著的炎症反应，其线粒体也出现功能障碍，表现为线粒体膜电位降低、活性氧（
ROS
）增加以及形态碎片化，
表明成功模拟了牙周炎中的炎症巨噬细胞状态。
巨噬细胞通过
MEVs
传递受损线粒体
接下来，研究团队从炎症巨噬细胞中提取了细胞外囊泡（
MEVs
），并对其进行了详细的表征。研究团队发现，与未感染的巨噬细胞来源的
MEVs
（
Con-MEVs
）相比，
P.g
感染的巨噬细胞来源的
MEVs
（
P.g-MEVs
）中包含更多的受损线粒体
。这一结果提示研究团队，炎症巨噬细胞可能通过
MEVs
将受损线粒体传递给
BMSCs
，进而影响其功能。为了验证这一点，研究团队在体外将
P.g-MEVs
与
BMSCs
共培养，发现
P.g-MEVs
能够被
BMSCs
摄取，并导致其线粒体形态发生改变，表现为线粒体碎片化增加，成骨相关基因表达显著降低
，
表明巨噬细胞通过
MEVs
传递受损线粒体，抑制了
BMSCs
的成骨功能。
在体内验证
MEVs
的作用
为了进一步探索体内作用，研究团队在小鼠中建立了牙周炎模型，并通过
尾静脉注射
P.g-MEVs
。
Micro-CT
和组织学分析显示，
P.g-MEVs
显著加剧了牙周炎小鼠的牙槽骨丢失
。此外，研究团队还通过活体成像技术追踪了
MEVs
中线粒体的分布，发现这些线粒体能够转移到牙槽骨组织中，并与
BMSCs
共定位。
这些结果表明，巨噬细胞通过
MEVs
将线粒体传递给
BMSCs
，是牙周炎中骨丢失的重要机制。
探索线粒体转移的分子机制
虽然研究团队已经发现巨噬细胞通过
MEVs
传递受损线粒体能够抑制
BMSCs
的成骨功能，但这一过程中是否存在关键的调控因子呢？
通过对
P.g-MEVs
的蛋白质组学分析，
研究团队发现其中一种差异表达的蛋白质
——
脂蛋白
2
（
LCN2
）显著上调
。
LCN2
是一种与炎症和线粒体动态相关的蛋白质。研究团队推测
LCN2
可能在巨噬细胞传递线粒体的过程中发挥了重要作用。
为了验证这一假设，研究团队在
BMSCs
中过表达
LCN2
，并观察其对线粒体形态和成骨功能的影响。结果发现，
LCN2
过表达显著抑制了
BMSCs
中线粒体
“
甜甜圈
”
结构的形成，并导致成骨功能障碍
。相反，使用
LCN2
抑制剂能够逆转
P.g-MEVs
对
BMSCs
的抑制作用，并减轻牙周炎小鼠的骨丢失
。这些结果表明，
LCN2
是巨噬细胞
MEVs
中一个关键的调控因子，它通过影响
BMSCs
的线粒体动态，进而抑制其成骨功能，加剧牙周炎中的骨丢失。
进一步探索线粒体动态变化的机制
在明确了
LCN2
的关键作用后，研究团队进一步探索了其影响
