在肥胖患者中，促炎細(xì)胞因子，如TNFα、IL6、IL8以及IL1β的釋放增加會(huì)導(dǎo)致生物學(xué)相關(guān)過(guò)程的失調(diào)，并促進(jìn)低度全身性炎癥。關(guān)于肥胖相關(guān)炎癥潛在機(jī)制的研究集中在脂質(zhì)代謝的紊亂以及由此導(dǎo)致的血清游離脂肪酸（FFA）水平升高，如飽和脂肪酸（棕櫚酸，PA）、單不飽和脂肪酸（油酸，OA）。雖然它們與正常細(xì)胞功能相關(guān)，但高脂血癥條件下兩種脂肪酸都會(huì)影響幾種細(xì)胞類(lèi)型的炎癥過(guò)程。

飽和脂肪酸（SFA）如PA已被證明可以通過(guò)多種途徑激活促炎基因（TNFα、IL6、IL8、IL1α、IL1β）。OA等單不飽和脂肪酸（MUFA）主要通過(guò)平衡SFA誘導(dǎo)的炎癥來(lái)降低促炎細(xì)胞因子（如TNFα和IL6）的水平。然而，在真皮成纖維細(xì)胞中，OA似乎具有促炎作用，導(dǎo)致COX2表達(dá)增加、ROS水平升高和氧化損傷。高脂血癥是指血脂水平過(guò)高，在體內(nèi)，其影響是基于過(guò)量的特定脂肪酸及其相互關(guān)系，這使體外研究復(fù)雜化。

與肥胖類(lèi)似，牙周炎癥也是一個(gè)全球性的健康問(wèn)題，重度牙周炎患者也表現(xiàn)出低度全身炎癥，促炎細(xì)胞因子水平升高。牙齦卟啉單胞菌（P. gingivalis）是一種革蘭氏陰性專(zhuān)性厭氧菌，已被確定為牙周病發(fā)生發(fā)展的主要致病菌，其致病性歸因于一系列毒力因子如菌毛、牙齦蛋白酶和脂多糖（LPS）。為了進(jìn)行體外研究，牙齦卟啉單胞菌或其LPS通常用于模擬引起牙周炎的刺激。此外，牙齦卟啉單胞菌脂多糖（P. gingivalis LPS）可促進(jìn)脂肪因子的促炎特性，可能導(dǎo)致肥胖相關(guān)炎癥。然而，這兩種疾病是否隨后會(huì)影響正畸牙齒移動(dòng)（OTM）目前知之甚少。

正畸治療引起的復(fù)雜炎癥信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)主要由牙周膜成纖維細(xì)胞（PdLF）調(diào)節(jié)，PdLF是牙周組織中的主要細(xì)胞類(lèi)型，位于牙根和牙槽骨之間。當(dāng)牙齒受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)，觸發(fā)的無(wú)菌性短暫炎癥由PdLF特異性調(diào)節(jié)，特別是促炎細(xì)胞因子（如IL6、IL8、PGE2和TNFα）的表達(dá)和分泌是PdL壓縮側(cè)的特征，而抗炎細(xì)胞因子（如IL10）的釋放在拉伸側(cè)更為突出。

然而，牙周炎是否對(duì)正畸力誘導(dǎo)的炎癥組織反應(yīng)調(diào)節(jié)的肥胖相關(guān)變化有影響尚未得到研究。基于此，德國(guó)耶拿大學(xué)附屬醫(yī)院口腔正畸科、亞琛工業(yè)大學(xué)附屬醫(yī)院口腔正畸科的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)曾旨在：（1）研究脂肪酸模擬的高脂血癥狀況是否影響HPdLF在調(diào)節(jié)對(duì)壓縮刺激的炎癥反應(yīng)方面的功能；（2）解決由于P. gingivalis LPS 給藥引起的變化。鑒于患有牙周炎的肥胖患者比例不斷增加，但他們?nèi)匀幌Ｍ�進(jìn)行正畸治療，該研究提供了有關(guān)生物學(xué)背景的初步信息。 首先，為了研究高脂血癥PA和OA水平對(duì)HPdLF調(diào)節(jié)功能的影響，進(jìn)行了THP1細(xì)胞粘附測(cè)定（圖1 a、b），分析了在PA和OA中培養(yǎng)的HPdLF上貼壁Alexa488標(biāo)記的THP1細(xì)胞的數(shù)量，僅用牛血清白蛋白（BSA）孵育的細(xì)胞用作對(duì)照。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在PA孵育的HPdLF中THP1細(xì)胞數(shù)量增加（圖1 a、b）。與對(duì)照相比，OA培養(yǎng)導(dǎo)致相似數(shù)量的貼壁THP1單核細(xì)胞。這表明PA尤其會(huì)促進(jìn)HPdLF的炎癥反應(yīng)。

接著研究了用脂肪酸培養(yǎng)是否會(huì)影響HPdLF對(duì)6小時(shí)機(jī)械壓縮（7.13 g/cm²）的反應(yīng)，此時(shí)幾種細(xì)胞因子的表達(dá)和分泌已經(jīng)增加。雖然壓縮誘導(dǎo)對(duì)照和PA處理組的HPdLF中THP1細(xì)胞粘附增加（圖1 a、b），但補(bǔ)充OA阻礙了壓縮誘導(dǎo)的THP1粘附增加。這些數(shù)據(jù)表明，OA限制了6小時(shí)壓縮刺激的炎癥反應(yīng)。

接下來(lái)，為了進(jìn)一步分析脂肪酸培養(yǎng)的HPdLF的炎癥反應(yīng)，對(duì)細(xì)胞因子和炎癥標(biāo)志物TNFα、IL1α、IL1β、IL1RA、IL6、IL8和COX2的編碼基因進(jìn)行了定量PCR （圖1 c、d）。

實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到IL1β、IL1RA和IL8的基線(xiàn)水平?jīng)]有變化，而TNFα在兩種脂肪酸條件下均降低（圖1 c）。此外，OA培養(yǎng)物中IL1α和IL6水平顯著降低（圖1 c），PA培養(yǎng)物中COX2表達(dá)增加（圖1 d）。無(wú)論培養(yǎng)條件如何，在6小時(shí)的壓縮刺激下，大多數(shù)基因的表達(dá)量都有所增加（圖1 c、d）。然而，與對(duì)照相比，PA和OA培養(yǎng)物中壓縮誘導(dǎo)的COX2表達(dá)增加顯著更高（圖1 d）。

此外，脂肪酸處理后IL6基線(xiàn)水平無(wú)明顯變化。然而，壓縮刺激促進(jìn)了對(duì)照和PA培養(yǎng)組中IL6的分泌，但在OA組沒(méi)有（圖1 e）。相比之下，無(wú)論是脂肪酸處理還是機(jī)械壓縮，IL8的分泌沒(méi)有改變（圖1 f）。還檢測(cè)到用PA處理的HPdLF中PGE2的分泌（圖1 g），而機(jī)械壓縮增加了PA培養(yǎng)組PGE2水平，并使OA培養(yǎng)組中PGE2水平高于檢測(cè)限。

由于IL6而不是PGE2對(duì)于單核細(xì)胞分化為巨噬細(xì)胞非常重要，因此，對(duì)炎癥標(biāo)志物的分析支持了上述THP1測(cè)定的結(jié)果。 最后，為了模擬牙齦卟啉單胞菌感染，用適當(dāng)?shù)闹�多糖刺激HPdLF 24小時(shí)。與未刺激的對(duì)照相比，LPS刺激導(dǎo)致THP1細(xì)胞粘附增加（圖1 b，圖2 a、b），這在LPS刺激的PA培養(yǎng)物中也可以檢測(cè)到。此外，與各自對(duì)照相比，LPS刺激的PA培養(yǎng)物中THP1貼壁細(xì)胞的數(shù)量明顯更多（圖2 a、b）。施加壓縮刺激后，在所有LPS刺激的HPdLF中THP1細(xì)胞粘附顯著增加（圖2 a，b），而PA培養(yǎng)物中，THP1貼壁細(xì)胞的增加顯著更高。

COX2表達(dá)的定量分析顯示，用LPS刺激與脂肪酸刺激沒(méi)有相關(guān)差異（圖2 c），然而，與非LPS刺激的HPdLF相比，其轉(zhuǎn)錄水平顯著更高。IL6和IL8的表達(dá)也發(fā)生了類(lèi)似的變化（圖2 c），與各自的未刺激條件相比（與圖1 c），LPS的應(yīng)用導(dǎo)致BSA對(duì)照、PA培養(yǎng)和OA培養(yǎng)的HPdLF中其表達(dá)顯著上調(diào)。壓縮力作用下，COX2和IL6轉(zhuǎn)錄值增加，但I(xiàn)L8沒(méi)有（圖2 c），此外，IL6水平在脂肪酸刺激下表現(xiàn)出顯著差異，在OA培養(yǎng)中表達(dá)降低。

對(duì)培養(yǎng)基中分泌蛋白的進(jìn)一步分析顯示，在機(jī)械應(yīng)力和LPS刺激的PA培養(yǎng)物中PGE2顯著增加（圖2 d）。此外，LPS刺激的BSA對(duì)照中壓縮誘導(dǎo)的IL6分泌水平增強(qiáng)，但沒(méi)有檢測(cè)到IL8的增強(qiáng)（圖2 d）。當(dāng)細(xì)胞額外暴露于PA時(shí)，IL6細(xì)胞因子釋放的增加甚至更高，這進(jìn)一步支持了PA對(duì)HPdLF在機(jī)械應(yīng)力、細(xì)菌、應(yīng)激條件下的炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)作用。此外，與未受到牙齦卟啉單胞菌LPS刺激的HPdLF相比，在LPS刺激的PA和OA培養(yǎng)物中檢測(cè)到的IL6和IL8分泌水平顯著更高。

這些數(shù)據(jù)表明，用PA處理的機(jī)械壓縮下的HPdLF的炎癥反應(yīng)增加。此外，當(dāng)細(xì)胞受到引起牙周炎的細(xì)菌化合物的額外刺激時(shí)，炎癥應(yīng)激反應(yīng)更加明顯。 該研究提供了關(guān)于肥胖相關(guān)高脂血癥如何影響體外壓縮應(yīng)力下牙周膜成纖維細(xì)胞在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的功能的新信息。機(jī)械應(yīng)力誘導(dǎo)的炎癥通過(guò)棕櫚酸增強(qiáng)，當(dāng)細(xì)胞受到牙齦卟啉單胞菌脂多糖的額外刺激時(shí)，炎癥進(jìn)一步增加。因此，這項(xiàng)研究提供了關(guān)于細(xì)胞因子調(diào)節(jié)變化的第一個(gè)信息，這些變化可能與越來(lái)越多的患有牙周炎的肥胖患者的正畸牙齒移動(dòng)有關(guān)。

參考文獻(xiàn)：Symmank J, Appel S, Bastian JA, Knaup I, Marciniak J, Hennig CL, Döding A, Schulze-Späte U, Jacobs C, Wolf M. Hyperlipidemic Conditions Impact Force-Induced Inflammatory Response of Human Periodontal Ligament Fibroblasts Concomitantly Challenged with P. gingivalis-LPS. Int J Mol Sci. 2021 Jun 4;22(11):6069. doi: 10.3390/ijms22116069. PMID: 34199865; PMCID: PMC8200083.
原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34199865/

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