综述:神经源性炎症在牙髓修复中的作用及其评估技术(叙述性综述)

【字体: 时间:2025年10月10日 来源:Frontiers in Dental Medicine 1.8

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  本综述系统探讨了神经源性炎症在牙髓修复中的关键作用,揭示了感觉神经(CGRP、SP)、免疫细胞与牙髓干细胞(DPSCs)的三阶段动态交互机制(初始期、中期、长期响应),并评述了IHC、RNA测序、电生理等评估技术的优势与局限,为靶向神经免疫轴促进牙髓再生提供了新视角。

  
1 引言
牙髓组织拥有高度密集的神经支配,这些神经不仅负责感知功能,更对维持牙齿活力具有重要作用。感觉神经末梢释放的神经肽类物质与免疫细胞、牙髓干细胞形成复杂网络,共同调控牙髓对损伤的炎症修复反应。
2 神经源性炎症的时间阶段
3.1.1 即时响应阶段(分钟至24小时)
在损伤初始阶段,C纤维和A-δ纤维等感觉神经末梢迅速释放降钙素基因相关肽(CGRP)和P物质(SP)。这些神经肽通过与受体(CALCRL/RAMP1和神经激肽-1受体)结合,引发血管扩张、血浆外渗和水肿,同时招募巨噬细胞、中性粒细胞等免疫细胞。SP还能促进肥大细胞脱颗粒,释放组胺等炎症介质,形成神经免疫正向反馈循环。此阶段还观察到CGRP阳性纤维从炎症区域收缩,以及牙髓干细胞(DPSCs)向损伤部位的定向迁移。
3.1.2 中间阶段(24-72小时)
此阶段特征为神经肽持续释放和神经轴突发芽。GAP-43作为神经元可塑性标志物表达上调,导致疼痛敏感性增加。补体系统激活产生的C5a与成纤维细胞上的C5aR结合,促进脑源性神经营养因子(BDNF)分泌,引导轴突向损伤区域生长。DPSCs通过RAMP1受体接受CGRP信号刺激,进行集体迁移并启动向雪旺样细胞分化。神经生长因子(NGF)表达上调,通过p75和TrkA受体调节神经生长与敏感性。
3.1.3 长期响应阶段(3天至数周)
在有利愈合条件下,炎症逐渐消退,神经肽水平降低。血管内皮生长因子(VEGF)表达上调促进血管新生,改善组织缺氧状态。CGRP和SP信号通过调控 sonic hedgehog(Shh)通路刺激DPSCs分化为成牙本质样细胞,促进三级牙本质形成。DPSCs分泌神经营养因子(BDNF、GDNF、NGF)并表达神经标志物(GFAP、p75、层粘连蛋白),部分分化的细胞甚至表现出Na+/K+电流和动作电位特性,参与神经网络重建。
3 牙髓干细胞神经源性分化技术
研究采用多种体外诱导策略促进DPSCs向神经谱系分化:使用全反式维甲酸(ATRA)和BDNF处理12天可获得具有电生理功能的神经元样细胞;过表达OCT4转录因子可重编程为神经谱系;470nm光学刺激(光遗传学激活)通过ERK/MAPK通路驱动神经分化;预处理的化学小分子组合(VPA、CHIR99021等)可诱导神经突向外生长。PIN1和IGFBP5蛋白也被证明能增强DPSCs的神经生成潜力。
4 评估技术进展与局限
组织学染色(HE、Masson、尼氏染色)提供基础形态学信息但缺乏定量能力。免疫组化(IHC)广泛用于检测神经肽(CGRP、SP)、受体(C5aR、NGFR)和细胞标志物,但存在半定量性和抗体特异性问题。放射性免疫测定(RIA)可精确量化神经肽浓度但涉及放射性材料。分子技术如RNA测序揭示了OCT4重编程的转录组变化,RT-qPCR检测神经标志物(巢蛋白、SOX1)表达,但需注意转录后调控差异。功能学检测包括膜片钳记录电生理特性、Transwell迁移实验评估细胞趋化性、MTT法检测线粒体活性。显微成像技术中,共聚焦显微镜用于荧光标记样本,透射电镜(TEM)观察超微结构,扫描电镜(SEM)分析表面形貌,micro-CT三维重建矿化组织。
当前技术主要局限在于缺乏实时动态活体评估能力,动物模型与人体生理存在差异,体外培养无法完全模拟微环境复杂性。未来需发展空间转录组学、在体成像、类器官模型和CRISPR筛选等先进技术以深入解析这一复杂过程。
5 结论
神经源性炎症通过三个阶段精确调控牙髓修复进程:即时阶段的神经肽释放启动炎症反应,中间阶段的神经发芽与干细胞招募推动修复启动,长期阶段的炎症消退与神经血管再生完成组织重建。DPSCs的神经源性分化能力为再生治疗提供了细胞来源。虽然现有评估技术(IHC、测序、电生理等)提供了重要研究手段,但开发非侵入性实时成像技术仍是未来突破的关键。调控神经免疫轴和干细胞定向分化将成为促进牙髓再生的创新治疗策略。
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