二甲双胍通过KLF2介导的miR-181a-5p激活促进炎症环境下人牙周膜干细胞的成骨分化

　　本研究为解决牙周炎中牙周组织再生难题，揭示了二甲双胍通过KLF2/miR-181a-5p通路增强炎症环境下人牙周膜干细胞(hPDLSCs)成骨分化的新机制。研究人员发现100μM二甲双胍预处理可显著提升LPS刺激下hPDLSCs的ALP活性、RUNX2/OPN表达及矿化基质形成，该效应依赖于KLF2转录激活miR-181a-5p。该发现为优化干细胞治疗策略提供了关键靶点，论文发表于《Human Cell》。

　　

牙周炎导致的牙槽骨缺损修复是临床重大挑战，而牙周膜干细胞(PDLSCs)因其多向分化潜能被视为理想的组织工程种子细胞。然而炎症微环境会显著损害PDLSCs的成骨分化能力，如何提升其在病理条件下的功能成为研究热点。二甲双胍作为经典降糖药，近年被发现具有抗炎和促组织再生作用，但其对炎症环境下PDLSCs的作用机制尚不明确。

长沙市口腔医院的研究人员开展了一项创新研究，首次揭示二甲双胍通过KLF2/miR-181a-5p轴保护PDLSCs免受LPS诱导的成骨分化障碍。研究团队从正畸拔除的前磨牙中分离hPDLSCs，通过多向分化实验和流式表型分析验证其干细胞特性。为模拟牙周炎环境，采用1μg/mL LPS刺激细胞建立炎症模型。

关键技术包括：CCK-8检测细胞活性筛选二甲双胍最佳浓度(100μM)；ALP染色/活性检测和茜素红染色评估成骨分化；Western blot检测RUNX2/OPN/KLF2蛋白；免疫荧光观察KLF2核转位；双荧光素酶报告基因验证KLF2与miR-181a-5p启动子结合；通过siRNA和过表达质粒进行基因功能验证。

Metformin promotes osteogenic differentiation in LPS-stimulated hPDLSCs
研究发现100μM二甲双胍预处理可显著逆转LPS导致的成骨分化抑制，使ALP活性提升2.1倍，矿化结节增加1.8倍。浓度梯度实验显示该效应具有特异性，过高(1000μM)或过低(10μM)浓度均无效。

Metformin increases KLF2 expression in hPDLSCs under inflammation condition
Western blot和免疫荧光证实LPS使KLF2表达降低63%，核转位减少；而100μM二甲双胍预处理可使KLF2恢复至正常水平82%。在无LPS刺激时，二甲双胍不影响KLF2表达，提示其作用依赖炎症微环境。

The effects of metformin on LPS-stimulated hPDLSCs are KLF2-dependent
KLF2敲除实验显示，siRNA转染使KLF2表达降低71%，完全消除二甲双胍的促成骨作用，ALP活性和矿化程度回落至LPS单独处理组水平，证实KLF2是核心介质。

KLF2-mediated activation of miR-181a-5p is involved in metformin effects
机制研究发现：

1. miR-181a-5p在LPS组降低55%，100μM二甲双胍可使其恢复至对照组的90%
2. JASPAR数据库预测并证实KLF2结合miR-181a-5p启动子的1/2位点
3. KLF2过表达使miR-181a-5p增加2.3倍，而miR-181a-5p抑制剂可阻断二甲双胍效应

该研究首次阐明二甲双胍-KLF2-miR-181a-5p轴在牙周组织再生中的作用机制。临床意义在于：

1. 为炎症环境下干细胞功能维持提供新靶点
2. 100μM二甲双胍的优化浓度可直接应用于组织工程
3. KLF2过表达策略可提升自体PDLSCs治疗效果
   需注意miR-181a-5p在不同细胞中的功能存在争议，未来需开展动物实验验证。该发现为开发联合二甲双胍的干细胞-支架复合体提供了理论依据，有望推动牙周再生治疗进展。