內(nèi)皮發(fā)育調(diào)節(jié)基因-1與牙周炎相關(guān)性的研究進(jìn)展

蔣端 申道南 趙蕾 吳亞菲

口腔疾病研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院牙周病科 成都 610041

牙周炎是一種累及牙周支持組織的慢性炎癥性疾病，牙周致病菌與宿主免疫反應(yīng)相互作用影響著牙周炎的發(fā)生發(fā)展。與牙周炎發(fā)生發(fā)展相關(guān)的炎癥反應(yīng)涉及補(bǔ)體抗體系統(tǒng)、中性粒細(xì)胞和細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)等，并最終導(dǎo)致破骨細(xì)胞的病理性活化引起牙槽骨吸收[1]?，F(xiàn)有研究認(rèn)為牙周炎存在炎癥消退障礙，致使菌群失調(diào)的永久化，導(dǎo)致破壞性炎癥反應(yīng)和菌群失調(diào)相互強(qiáng)化，進(jìn)一步加劇牙周炎癥[2]。

2008年，Choi等[3]發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮發(fā)育調(diào)節(jié)基因-1（developmental endothelial locus-1，DEL-1） 可作為內(nèi)源性抗炎因子，調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞趨化募集。DEL-1在牙周炎患者中表達(dá)較健康者明顯降低，這提示：DEL-1可能與牙周炎具有相關(guān)性[4-5]。隨著對(duì)DEL-1研究逐漸深入，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)DEL-1不僅參與炎癥的發(fā)生，還可以促進(jìn)炎癥的消退。本文就DEL-1與牙周炎相關(guān)性研究作一綜述，旨在為研究牙周炎可能的發(fā)病機(jī)制以及牙周病的臨床診治提供新思路。

1 DEL-1結(jié)構(gòu)及可能作用

DEL-1為52 kD的多結(jié)構(gòu)域糖蛋白，由3個(gè)N端表皮生長(zhǎng)因子（epidermal growth factor，EGF）樣重復(fù)序列（E1-E3）和2個(gè)C端盤狀蛋Ⅰ樣結(jié)構(gòu)域（C1-C2）組成，因此又名為EGF樣重復(fù)盤狀結(jié)構(gòu)域蛋白（EGF-like repeats and discoidin Ⅰ-like domains，EDIL）3[1,3]。

DEL-1主要在腦、肺和牙周組織中表達(dá)[1,3]，內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等細(xì)胞表面均可表達(dá)DEL-1，隨著年齡的增加DEL-1表達(dá)逐漸減少[6-8]，但局部組織出現(xiàn)缺氧時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞等可重新表達(dá)DEL-1[6,8-9]。DEL-1與細(xì)胞周邊細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)合發(fā)揮不同作用，即“定位原則”[1,4,10-11]。DEL-1 EGF樣重復(fù)序列能與β2整合素相互作用參與調(diào)節(jié)白細(xì)胞的趨化、募集[1,9,12]。DEL-1亦可通過N端第2個(gè)EGF樣重復(fù)序列的RGD基序可與αv整合素相互作用以及介導(dǎo)巨噬細(xì)胞胞葬作用調(diào)控炎癥消退[10]。同時(shí)，DEL-1還可參與調(diào)控血管形成、內(nèi)皮細(xì)胞清除血小板微粒等過程[9,12-13]。

2 DEL-1與牙周炎關(guān)系

2.1 DEL-1自身及與白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-17相互作用介導(dǎo)牙齦組織中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)

DEL-1可直接或間接影響中性粒細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附，從而影響中性粒細(xì)胞趨化募集導(dǎo)致牙周炎的發(fā)生。研究[5,7-8]發(fā)現(xiàn)，EDIL3-/-幼鼠牙齦組織中可自發(fā)出現(xiàn)大量中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)和牙槽骨喪失的情況，然而DEL-1局部注射入小鼠牙周袋12 h后，小鼠髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）、中性粒細(xì)胞趨化因子表達(dá)降低以及牙齦組織中中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)減少。這提示，DEL-1與牙周炎相關(guān)且參與調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞趨化募集。

DEL-1是中性粒細(xì)胞表面淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原-1（lymphocyte function associated antigen-1，LFA-1）的配體[3]，可競(jìng)爭(zhēng)性抑制中性粒細(xì)胞LFA-1和血管內(nèi)皮細(xì)胞胞間黏附分子-1（intercelluar adhesion molecule-1，ICAM-1）相結(jié)合[8,14-16]。其次，DEL-1雖不影響內(nèi)皮細(xì)胞表面ICAM-1的表達(dá)，但DEL-1以劑量依賴的方式特異性抑制ICAM-1誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞細(xì)胞釋放趨化因子CCL3和CXCL2的過程[3-4]，從而影響中性粒細(xì)胞的趨化募集?？偠灾珼EL-1作為一種黏附級(jí)聯(lián)反應(yīng)的內(nèi)源性抑制因子影響中性粒細(xì)胞的趨化募集。

臨床研究[5-6,17]發(fā)現(xiàn)，牙周炎患者唾液或牙齦組織中DEL-1表達(dá)降低伴隨IL-17表達(dá)上調(diào)，提示DEL-1與IL-17表達(dá)可能存在負(fù)相關(guān)。IL-17是一種可以介導(dǎo)中性粒細(xì)胞募集的細(xì)胞因子[18]，實(shí)驗(yàn)性牙周炎小鼠模型可證實(shí)DEL-1能負(fù)向調(diào)控IL-17的表達(dá)以抑制中性粒細(xì)胞的募集和相關(guān)的炎性反應(yīng)介導(dǎo)病理反應(yīng)[7-8]。同時(shí)，IL-17也可抑制HUVEC中內(nèi)皮細(xì)胞DEL-1的表達(dá)，IL-17上調(diào)可促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白β（CCAA T/enhancer-binding protein β，C/EBPβ）磷酸化，從而影響C/EBPβ與EDIL3啟動(dòng)子的結(jié)合，最終抑制EDIL3的轉(zhuǎn)錄[8,19]。綜上，DEL-1負(fù)向調(diào)控IL-17抑制炎癥的發(fā)生發(fā)展，同時(shí)IL-17亦可抑制DEL-1的表達(dá)從而促進(jìn)中性粒細(xì)胞的趨化。

急性感染期DEL-1的表達(dá)減少，導(dǎo)致炎癥細(xì)胞募集增加，對(duì)機(jī)體可能是有益的，但在慢性炎癥環(huán)境下，DEL-1水平的降低可能會(huì)加重牙周炎的嚴(yán)重程度[1]。因此，恢復(fù)DEL-1的表達(dá)水平可能為牙周炎的治療提供新思路。現(xiàn)有研究已經(jīng)表明，脫氫表雄酮、紅霉素以及低能量激光照射口腔上皮細(xì)胞均可上調(diào)DEL-1的表達(dá)水平，從而抑制IL-17的表達(dá)以及中性粒細(xì)胞的趨化募集[20-24]，但其臨床意義仍需大量研究。

2.2 DEL-1參與牙周炎炎癥消退

牙周炎癥是否消退可直接影響牙周組織的破壞程度，其中炎癥消退的過程包括中性粒細(xì)胞凋亡，巨噬細(xì)胞胞葬作用以及特異性促炎癥消退介質(zhì)的釋放等。研究[10,25]顯示，實(shí)驗(yàn)性牙周炎小鼠炎癥消退期（即第6～10天）IL-6和IL-17基因表達(dá)急劇下降至基線水平，相反EDIL mRNAs和DEL-1蛋白水平迅速上調(diào)，提示DEL-1表達(dá)上調(diào)與牙周炎炎癥消退相關(guān)。

在炎癥消退期，DEL-1表達(dá)上調(diào)與消退素D（resolvin-D，RvD）分泌有關(guān)。消退素D作為一類具有促炎癥消退作用的新型多不飽和脂肪酸衍生物，可恢復(fù)C/EBPβ的轉(zhuǎn)錄活性，提高C/EBPβ相關(guān)基因與EDIL3啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合能力，促使DEL-1表達(dá)上調(diào)[19,26]。與此同時(shí)，巨噬細(xì)胞來源的DEL-1 N端RGD基序和T細(xì)胞表面αvβ3相互作用增加了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cell，Treg）的穩(wěn)定性和豐度，增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄因子叉頭盒子P3（forkhead box P3,Foxp3）表達(dá)的穩(wěn)定性[27]。Foxp3是Treg發(fā)揮免疫抑制作用的關(guān)鍵因子，有利于Treg通過下調(diào)輔助性T 細(xì)胞17的轉(zhuǎn)錄因子來抑制IL-17介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[28]。

牙周炎癥消退時(shí)，為防止凋亡細(xì)胞將有害細(xì)胞內(nèi)容物釋放到微環(huán)境中，引起炎性反應(yīng)和組織損傷，DEL-1介導(dǎo)巨噬細(xì)胞胞葬作用以清除凋亡的中性粒細(xì)胞。急性炎癥期過后，巨噬細(xì)胞DEL-1與凋亡中性粒細(xì)胞表面整合素αvβ3的結(jié)合導(dǎo)致巨噬細(xì)胞以依賴肝臟X受體的方式向炎癥消退表型轉(zhuǎn)化，并上調(diào)促炎癥消退相關(guān)介質(zhì)TGF-β、RvD1和RvE1的表達(dá)水平[10]。凋亡的中性粒細(xì)胞PS發(fā)生外化并釋放“吃我”信號(hào)，隨后與巨噬細(xì)胞細(xì)胞表面DEL-1 C端盤狀蛋白樣結(jié)構(gòu)域發(fā)生高親和力結(jié)合，實(shí)現(xiàn)凋亡細(xì)胞的清除以促進(jìn)炎癥消退。綜上，DEL-1可以通過調(diào)控RvD、Treg細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)IL-17等表達(dá)促進(jìn)炎癥消退，并可通過巨噬細(xì)胞胞葬作用清除凋亡的中性粒細(xì)胞進(jìn)一步介導(dǎo)炎癥消退。

2.3 DEL-1抑制骨吸收、促進(jìn)新骨形成

牙周炎的臨床表現(xiàn)有不同程度的牙槽骨吸收和附著喪失。實(shí)驗(yàn)性牙周炎小鼠模型中，EDIL3-/-小鼠骨吸收程度顯著高于野生型小鼠，并伴有骨吸收相關(guān)介質(zhì)腫瘤壞死因子、IL-6、NF-κB受體活化因子（receptor activator for nuclear factor-κB ligand，RANKL)基因表達(dá)顯著升高，而若向小鼠牙周袋內(nèi)局部注射DEL-1-Fc融合蛋白可明顯降低牙槽骨吸收程度[29-30]。這提示：DEL-1參與抑制牙槽骨吸收。DEL-1與組織蛋白酶K和抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate resistant acid phosphatase，TRAP）共定位，同時(shí)RANKL誘導(dǎo)分化的破骨細(xì)胞DEL-1基因表達(dá)水平比破骨細(xì)胞前體細(xì)胞高約100倍，表明破骨細(xì)胞可表達(dá)DEL-1[29]。DEL-1作為穩(wěn)態(tài)抗炎因子可與Mac-1相結(jié)合降低破骨細(xì)胞活化T 細(xì)胞核因子(nuclear factor-activated T cell 1，NFATc1)表達(dá)，從而抑制巨噬細(xì)胞在RANKL刺激下向破骨細(xì)胞分化以及降低成熟破骨細(xì)胞形成骨陷窩的能力[29-31]。更重要的是，DEL-1 E3重復(fù)序列和盤狀蛋白樣結(jié)構(gòu)域C1和C2共同作用才能發(fā)揮人破骨細(xì)胞形成中的大部分調(diào)控活性。此外，DEL-1對(duì)Wnt5a和Ror2具有競(jìng)爭(zhēng)性拮抗作用。研究[32-33]表明，DEL-1可抑制破骨細(xì)胞前體細(xì)胞Wnt5a-Ror2軸，減少牙周炎導(dǎo)致的牙槽骨吸收。總結(jié)而言，DEL-1介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子NFATc1表達(dá)及Wnt5a-Ror2信號(hào)通路抑制破骨細(xì)胞，從而抑制牙槽骨吸收。

另外，DEL-1不僅可以抑制骨破壞，還誘導(dǎo)成骨分化。野生型小鼠在解除結(jié)扎絲5 d后檢測(cè)到新骨形成，而EDIL3-/-小鼠未見新骨形成，這說明：DEL-1可能參與調(diào)節(jié)成骨[34]。研究[34]顯示，DEL-1融合蛋白可與成骨細(xì)胞整合素αvβ3結(jié)合刺激FAK的募集和磷酸化，而后磷酸化關(guān)鍵信號(hào)蛋白ERK1/2，該蛋白通過增強(qiáng)Runx2的表達(dá)促進(jìn)骨母細(xì)胞成骨向分化，但是否存在其他機(jī)制參與DEL-1介導(dǎo)的新骨形成，仍待進(jìn)一步明確。

3 總結(jié)與展望

牙周組織發(fā)生感染或損傷后，DEl-1可以靈活地自主下調(diào)以促進(jìn)免疫反應(yīng)，但在炎癥消退過程中，則消退素等可介導(dǎo)DEL-1表達(dá)重新上調(diào)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞胞葬作用、Treg細(xì)胞形成等，并抑制牙槽骨的進(jìn)一步吸收以及促進(jìn)新骨的形成。DEL-1作為新型的抗炎因子，可為牙周炎的診斷和治療提供新的靶點(diǎn)，但目前關(guān)于DEL-1的臨床研究仍十分缺乏，應(yīng)用于牙周炎的治療仍有待進(jìn)一步的探索。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。