三维动态压力环境促牙周膜细胞线粒体自噬的作用与机制研究

目的探究线粒体自噬在动态压力作用下诱导牙周组织咬合创伤中的作用机制。方法通过饲喂软硬食构建大鼠咬合创伤模型,HE、Masson染色评估牙周组织损伤情况,免疫荧光染色检测牙周膜线粒体自噬水平。体外构建三维水凝胶牙周膜细胞PDLCs培养体系,开发体外动态压缩装置,检测三维动态压力刺激下PDLCs线粒体膜电位、ROS含量、ATP产生及线粒体自噬相关蛋白表达变化。通过酶解-机械-高速差速离心法提取三维培养的线粒体,在咬合创伤大鼠牙周膜内注射,评估力刺激活化线粒体在减少咬合创伤损伤中的潜在作用。结果构建了大鼠咬合创伤模型,硬食组牙周膜纤维排列紊乱,牙周膜增宽,牙槽骨吸收,硬食组牙根处PINK1蛋白表达显著增加。成功组装可实现0.1~10 Hz内1%~50%应变的水凝胶力学加载装置,合成了光固化水凝胶Gel MA,实现压力加载下PDLCs三维培养。在适当动态压力刺激下,PDLCs线粒体膜电位升高、ROS产生减少、ATP产生增多。进一步研究发现与线粒体相关的多种蛋白表达量随着力学刺激时长增加表达量提高,其中PINK1-Parkin介导的线粒体自噬差异最明显。线粒体提取后仍保持较高活力,牙周线粒体移植显著减少了创伤牙周组织进一步损伤。结论不同大小力学刺激可通过PDLCs线粒体自噬影响牙周组织改建,PINK1-Parkin在其中发挥重要调控作用。