纳米形貌钛表面促进氧化应激状态下骨组织的免疫再生机制研究方面取得新进展

来源：附属口腔医院 2021-04-21 20:57

近日，中山大学附属口腔医院王焱、程斌教授团队在国际知名期刊Bioactive Materials (中科院一区，IF=8.724)发表题为“Bioadaptation of implants to in-vitro and in-vivo oxidative stress pathological conditions via nanotopography-induced FoxO1 signaling pathways to enhance osteoimmunal regeneration”的论文，发现纳米形貌钛表面在氧化应激状态下可通过直接和间接的骨免疫调节作用在一定程度上减轻病理状态对骨再生过程的影响，同时进一步揭示叉头框蛋白转录因子1（FoxO1）介导的抗氧化功能是纳米形貌钛表面促进氧化应激状态下免疫骨再生的重要机制，有望为钛种植体表面改性提供新思路。

随着人口老龄化社会的到来，衰老及代谢相关性疾病包括骨质疏松、糖尿病等疾病的发病率逐渐升高，而这些疾病也严重影响口腔种植治疗的效果，成为口腔种植的相对禁忌症。研究病理状态下种植界面成骨过程的改变、通过植入材料的表面改性达到提高成骨作用是该领域亟待解决的问题。近十多年来研究显示氧化应激是这类衰老及衰老相关性疾病的重要发病机制，但关于氧化应激状态对钛种植体材料成骨能力的影响及相关机制研究却少有报道。

王焱、程斌教授团队采用过氧化氢、脂多糖和高糖分别模拟体内固有的、炎症和糖尿病引发的氧化应激状态，发现在以上各种氧化应激模型中，相比目前临床常用的喷砂酸蚀形成的微米形貌钛种植体表面，纳米管（TNT）形貌可使粘附于其表面的骨间充质干细胞（MSC）具备更佳的抗氧化和成骨分化性能。进一步研究发现FoxO1因子介导了该抗氧化性能：TNT表面一方面通过更佳的亲水性促进MSC粘附，并进一步促使MSC胞内FoxO1表达，从而降低胞内活性氧水平、细胞凋亡比例，并促进成骨蛋白的表达；另一方面，TNT形貌可促使巨噬细胞（Mφ）在氧化应激状态下更多地向抑炎型极化，分泌更多的抑炎因子，影响局部免疫微环境，从而促进免疫成骨。(生物谷Bioon.com）