摘要
目的：成牙骨质细胞作为牙根周围的第一道屏障，其功能变化与正畸牙移动时的牙根吸收息息相关，而在正畸牙移动过程中，压力侧环境呈现为缺氧状态，因此，研究成牙骨质细胞在低氧状态下的变化至关重要。正畸炎性牙根吸收为一无菌性炎症过程，而细胞焦亡作为程序性细胞死亡的一种，其发生与炎症关系密切，且其经典的NLRP3小体激活途径与无菌性炎症恰恰高度相关。因此，本文研究了低氧环境下成牙骨质细胞是否发生了细胞焦亡，且探讨了其可能发生的机制。 方法：构建成牙骨质细胞低氧环境模型，并应用不同的程序性细胞死亡抑制剂，通过CCK-8进行细胞活力测定观察低氧环境下成牙骨质细胞是否发生各类型程序性死亡，并通过RT-PCR、蛋白免疫印迹法、免疫荧光染色等手段检测细胞焦亡相关标志物，并进行转录组测序将其差异表达基因与细胞焦亡相关基因进行交叉对比，筛选关键基因。构建FoxO3小干扰RNA以抑制FoxO3的表达，通过RT-PCR、WB、免疫荧光等检测细胞焦亡相关标志物的表达；通过活性氧试剂盒检测细胞内活性氧的表达，采用NAC抑制成牙骨质细胞内的活性氧以推测其于低氧环境下发生的细胞焦亡是否与活性氧的积聚相关。通过MitoSOX检测细胞内线粒体ROS的表达，应用Mito-Tempo清除成牙骨质细胞内低氧诱导的线粒体ROS并检验细胞焦亡相关标志物的表达以探究其是否参与低氧诱导的成牙骨质细胞焦亡。构建SOD3过表达慢病毒稳定细胞株，检测其是否对低氧环境下成牙骨质细胞焦亡的发生与FoxO3相关影响。 结果：在本研究中，我们发现低氧环境能诱导成牙骨质细胞发生NLRP3经典途径的细胞焦亡，且转录组测序结果显示，与细胞焦亡相关的差异表达基因中，FoxO3呈高相关性；低氧条件下OCCM-30细胞中FoxO3表达增加，转染FoxO3小干扰RNA后，细胞焦亡相关标志物Caspase-1、IL-1β、IL-18、GSDMD、GSDMD-N、NLRP3的表达也随之减少。同时，我们还发现，成牙骨质细胞在低氧环境下有ROS及线粒体ROS的积聚， NAC及Mito-Tempo可减少低氧环境下成牙骨质细胞ROS和线粒体ROS的积聚，并可降低细胞焦亡相关标志物的表达，其中Mito-Tempo的改善效果更为显著；有趣的是，我们还发现，在低氧环境下，成牙骨质细胞的SOD3分泌呈特异性降低，我们进行SOD3过表达后，低氧环境下成牙骨质细胞的ROS积聚减少，并可改善低氧诱导的成牙骨质细胞焦亡，且可抑制FoxO3的表达。 结论：综上所述，我们的研究发现，低氧可诱导成牙骨质细胞发生焦亡，FoxO3是其中的关键促进基因，ROS是低氧诱导OCCM-30细胞焦亡的关键因素，而SOD3可通过负向调控FoxO3及清除ROS以改善低氧环境下成牙骨质细胞的细胞焦亡。这一发现可为后续研究牙根吸收提供新的想法及靶点以指导正畸临床应用。
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