组蛋白去甲基化酶JMJD3通过调控巨噬细胞极化抑制实验性牙周炎牙槽骨破坏的研究

目的探究组蛋白去甲基化酶——含Jumonji结构域蛋白3(JMJD3)在炎症牙周组织中的表达及其对牙周炎调控的潜在机制。方法分析2022年发表在基因表达综合数据库(GEO)中牙周组织单细胞测序的结果,并收集2021年6至12月同济大学附属口腔医院牙周病科和口腔颌面外科牙周手术和拔牙术中获取的健康及牙周炎患者的牙龈样本各9例,进行免疫组织化学染色、实时荧光定量PCR(RT-qPCR)。构建小鼠牙周炎模型,实验分组为:健康对照+生理盐水组、丝线结扎+生理盐水组、丝线结扎+GSK-J4(JMJD3抑制剂)组。体外使用牙龈卟啉单胞菌(Pg)来源的脂多糖(LPS)(Pg-LPS)模拟牙周炎症微环境,并使用靶向Jmjd3的小干扰RNA(siRNA)、GSK-J4分别处理巨噬细胞。siRNA转染实验分组为:阴性对照序列转染(NC)组、siRNA-Jmjd3组、NC+LPS组、siRNA-Jmjd3+LPS组。抑制剂实验分组为:二甲基亚砜(DMSO)组、GSK-J4组、DMSO+LPS组、GSK-J4+LPS组。使用蛋白质免疫印迹法、免疫荧光染色等方法探索JMJD3在体内、体外环境下对巨噬细胞极化及牙周炎症的影响。结果牙周炎患者牙龈组织的JMJD3表达(1.97±0.91)显著高于健康牙龈组织(1.00±0.33)(t=2.45,P=0.048)。体外实验RT-qPCR结果显示,siRNA敲低JMJD3或使用GSK-J4抑制JMJD3均可促进炎症环境下巨噬细胞的M1极化,抑制M2极化:NC+LPS组精氨酸酶Ⅰ(Arg1)的表达(0.90±0.06)显著高于siRNA-Jmjd3+LPS组(0.61±0.11)(P<0.01);NC+LPS组白细胞介素(Il)-6、Il-1β和肿瘤坏死因子α(Tnf-α)的表达(分别为8.50±0.16、5.56±0.20、3.44±0.16)均显著低于siRNA-Jmjd3+LPS组(分别为14.63±0.48、8.55±0.10、11.72±0.58)(均P<0.01)。DMSO+LPS组Arg1、类几丁质酶3样分子(Ym1)、Il-10的表达(分别为0.82±0.01、0.35±0.16、1.47±0.11)均显著高于GSK-J4+LPS组(分别为0.55±0.03、0.22±0.21、0.51±0.11)(均P<0.01);DMSO+LPS组Il-6、Il-1β、Tnf-α的表达(分别为2.03±0.13、3.63±0.14和4.06±0.03)均显著低于GSK-J4+LPS组(分别为2.69±0.16、15.04±1.15、4.36±0.10)(均P<0.01)。体内实验结果发现,抑制JMJD3加剧了小鼠实验性牙周炎的骨丧失,增加了小鼠炎症牙周组织中巨噬细胞的M1极化,降低了M2极化。丝线结扎+生理盐水组的颊侧釉质牙骨质界至牙槽嵴顶的距离(CEJ-ABC)、腭侧CEJ-ABC及M1/M2型巨噬细胞比值[分别为(0.26±0.03)、(0.24±0.01)mm和0.35±0.10]均显著低于丝线结扎+GSK-J4组[分别为(0.34±0.04)、(0.30±0.05)mm和2.50±0.58](t=3.65,P=0.006;t=2.67,P=0.049;t=7.31,P=0.004)。结论单细胞测序及体内外实验验证JMJD3在牙周炎牙周组织中表达上调,JMJD3可能通过调控巨噬细胞极化抑制牙周炎的牙槽骨破坏,从而在牙周炎症过程中发挥保护作用。