低强度激光调控人牙龈成纤维细胞迁移、分泌组及活性氧生成的机制研究与再生医学应用

　　本研究探讨了低强度激光疗法（LLLT）对人牙龈成纤维细胞（HGFs）的生物学效应，通过650 nm和940 nm波长激光照射50秒，发现其显著促进细胞增殖、迁移及I型胶原（COL1A1）表达，并激活活性氧（ROS）和线粒体膜电位（ΔΨm）通路。分泌组分析揭示激光预处理细胞的条件培养基可增强非照射细胞的再生能力，为牙周组织修复提供新策略。

　　

低强度激光刺激人牙龈成纤维细胞的生物学效应解析

引言
光生物调节（PBM）利用600–1000 nm波长的红光和近红外光，通过线粒体极化和膜通透性改变触发级联反应。低强度激光疗法（LLLT）通过调控活性氧（ROS）、ATP合成和钙离子流动，影响细胞增殖与组织修复。牙龈成纤维细胞作为牙周组织核心成分，其分泌组（含FGF-2、VEGF等）在再生医学中潜力显著，但LLLT对其调控机制尚不明确。

方法
研究采用胶原酶/分散酶分离人原代牙龈成纤维细胞，经650 nm和940 nm激光（0.1 W，50秒）照射后，通过以下技术评估效应：

• 增殖与形态：荧光法检测线粒体活性（resazurin），显微镜观察细胞形态变化。
• 迁移：划痕实验量化伤口闭合率，ImageJ分析图像。
• 分泌组作用：收集激光处理72小时后的条件培养基，处理非照射细胞。
• 分子机制：RT-qPCR检测COL1A1表达，H₂
  DCF-DA探针测ROS，TMRE染色评估ΔΨm。

结果

1. 增殖与形态重塑：
   940 nm激光照射10天后细胞数量显著增加（p
   <0.01），并诱导细胞体积增大和胞质突起延伸（图3）。650 nm组在5天时COL1A1表达上调2.7倍，而940 nm组10天时骤增23.2倍（图6）。

2. 分泌组的旁分泌效应：
   940 nm激光预处理分泌组使非照射细胞密度提升84%（p
   <0.01），迁移速度优于650 nm组（图4-5）。

3. 氧化应激与能量代谢：
   两波长均显著升高ROS水平（图7），但ΔΨm仅940 nm组维持稳定（图8）。抗氧化剂抗坏血酸（AA）可逆转ROS效应，证实氧化还原平衡的关键作用。

讨论

• 波长特异性：940 nm激光在促进COL1A1表达和迁移方面更具优势，可能与近红外光深层穿透力相关。
• 临床转化：LLLT参数（如13.15 J/cm²
  vs 6.4 J/cm²
  ）需精确优化以避免抑制效应。
• 局限性：体外实验缺乏体内微环境交互，需进一步结合动物模型验证。

结论
LLLT通过ROS/ΔΨm轴调控牙龈成纤维细胞功能，其分泌组可“远程”激活未照射细胞，为牙周炎和创伤修复提供无创治疗新思路。未来需探索激光参数与组织再生效应的量效关系。