林云鋒

口腔疾病研究國家重點實驗室 國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心

四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院口腔頜面外科，成都610041

創(chuàng)傷和骨疾病，如骨質(zhì)疏松癥和骨代謝異常，可造成骨折和缺損，常常需要骨修復(fù)和再生治療[1]。隨著骨疾病發(fā)病率上升和老齡化人口增加，這種需求日益加劇。而目前臨床上有針對性地修復(fù)和重建骨缺損，仍然是一個挑戰(zhàn)。自1997 年Cao 等[2]首次提出 “組織工程” 這一定義以來，其已被設(shè)計用于損傷、病變組織再生。其中骨組織工程作為針對骨修復(fù)再生的組織工程為骨缺損患者帶來了福音，其基本過程是利用細(xì)胞、支架、生物活性因子的組合，在體外預(yù)培養(yǎng)細(xì)胞增殖分化、基質(zhì)形成和骨重塑，然后將載細(xì)胞材料植入人體，引導(dǎo)骨再生[3-4]。然而，目前的生物材料的成骨效果有限，并傾向于降低細(xì)胞的活性，因此亟需新型的成骨材料。

自1982 年Seeman[5]提出用DNA 構(gòu)建固定連接的創(chuàng)新思想來，DNA 納米技術(shù)在過去幾十年里以驚人的速度發(fā)展。從霍利迪連接到DNA 瓷磚[6]、二維晶格[6-7]，再到高階DNA 折紙[8]和DNA 納米復(fù)合物[7]，多種DNA 納米結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生，由于其在生物介質(zhì)中具有較高的抗酶降解能力、可編輯性、可控性和良好的力學(xué)性能，而逐漸受到人們的關(guān)注。在不同形式的DNA 納米結(jié)構(gòu)中，以框架形態(tài)為特征的框架核酸（framework nucleic acid，F(xiàn)NA）納米結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是最有前途的類型之一[9-10]。有越來越多的證據(jù)表明，F(xiàn)NA 可通過多個機制促進(jìn)骨再生修復(fù)，具體來說：1） FNA 可誘導(dǎo)多種干細(xì)胞成骨分化，如FNA幫助分離和富集骨骼干細(xì)胞，誘導(dǎo)脂肪源性干細(xì)胞、口腔源性干細(xì)胞的增殖、遷移和成骨分化；2） FNA 可促進(jìn)血管生成，進(jìn)而促進(jìn)骨再生；3） FNA 可促進(jìn)神經(jīng)化骨組織再生；4） FNA可參與骨組織免疫調(diào)節(jié)?？傊?，F(xiàn)NA在構(gòu)建骨組織再生微環(huán)境中具有巨大的應(yīng)用潛力，現(xiàn)將FNA在骨組織再生工程中的研究現(xiàn)狀作一綜述。

1 FNA 作為納米材料在骨再生組織工程中的應(yīng)用優(yōu)勢

從材料的角度看，骨是一種由有機（主要是納米膠原纖維） 和無機（納米晶羥磷灰石） 組成的納米材料，具有從納米到宏觀的層次結(jié)構(gòu)。納米技術(shù)的總體理念是通過操縱材料的最小成分來控制其結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生的特性來設(shè)計材料，由于天然骨組織的納米級結(jié)構(gòu)特征對其獨特性至關(guān)重要，因此納米材料很容易在骨再生中得到應(yīng)用。

納米材料在骨再生組織工程中的應(yīng)用優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在5 個方面：1） 生物材料中適當(dāng)?shù)某煞挚梢詾楣堑纳锏V化提供持續(xù)的營養(yǎng)；2） 材料的納米特性可能介導(dǎo)細(xì)胞行為（細(xì)胞黏附、細(xì)胞分化） 和骨整合；3） 納米元素本身是很好的增強劑，可以提高新生骨的強度[11-13]；4） 納米材料呈現(xiàn)出的宏觀或微觀納米多孔結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)，有利于細(xì)胞滲透、營養(yǎng)或廢物運輸、骨內(nèi)生長和血管化；5） 納米結(jié)構(gòu)的引入可能改變生長因子的傳遞方式，使支架具有吸收內(nèi)源性細(xì)胞和加速新骨和血管形成的能力[14]。

盡管可供骨組織工程應(yīng)用的納米材料有很多，但大多數(shù)尺寸和形狀很難實現(xiàn)精確控制。相反，由DNA 納米技術(shù)構(gòu)建出的三維FNA 納米結(jié)構(gòu)，具有分子量單一、結(jié)構(gòu)明確、尺寸形狀可控等力學(xué)性能可調(diào)的特點，為納米材料在骨組織工程中的應(yīng)用提供了先進(jìn)的工具。在進(jìn)一步的發(fā)展中，具有預(yù)定尺寸和功能的多種FNA 結(jié)構(gòu)被設(shè)計合成，包括四面體、立方體、八面體、十二面體空心球體等[15-18]。其中，最簡單最穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)模型之一是4 條特定單鏈DNA 通過互補堿基配對自組裝的四面體框架核酸（tetrahedral framework nucleic acid，tFNA）。tFNA在骨再生領(lǐng)域應(yīng)用具有眾多優(yōu)勢：1） 組裝快速，組裝合成需0.5 h 左右；2） 產(chǎn)率高，可達(dá)90%；3） 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有相對血清穩(wěn)定性和一定的機械剛度；4） 強大的入胞能力，tFNA 可以通過多種活細(xì)胞的細(xì)胞膜甚至微生物的硬壁，它以頂角迅速攻擊細(xì)胞膜，使電荷排斥最小化并引發(fā)電荷再分配，隨后通過小窩蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞途徑進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，然后以微管依賴性的方式轉(zhuǎn)移到溶酶體中，也正因為這一特性，tFNA 還可以作為載體間接幫助骨再生[19-24]。

2 FNA誘導(dǎo)干細(xì)胞成骨分化與骨再生

多能干細(xì)胞由于自我更新和多系分化性質(zhì)，而被認(rèn)為是組織工程中的一種很有前途的解決方案。胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞是哺乳動物常見的干細(xì)胞，由于人類胚胎干細(xì)胞的來源和倫理要求有限，成體干細(xì)胞在組織工程中的應(yīng)用更為普遍。成體干細(xì)胞中的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone marrow stromal cells，BMSC） 和脂肪干細(xì)胞（adipose-derived stem cells，ADSC） 因其操作簡便、操作簡單、不存在美學(xué)難題等優(yōu)點，在骨修復(fù)的細(xì)胞治療中顯示出巨大的應(yīng)用前景。

2.1 FNA幫助分離和富集骨骼干細(xì)胞

人骨髓中含有大量的骨骼干細(xì)胞（skeletal stem cells，SSC），具有向成骨、成脂肪和成軟骨細(xì)胞分化的能力。起初，BMSC 只能在體外培養(yǎng)基上分離，干細(xì)胞種類豐富，但這些并不是最原始的SSC。在缺乏特異性SSC 標(biāo)記物的情況下，目前從人體組織中分離和富集SSC 的方法仍具有挑戰(zhàn)性。

Xavier等[25]將多個寡核苷酸通過硫醇鍵連接固定在金納米離子上形成球形核酸（spherical nucleic acids，SNA），該結(jié)構(gòu)不僅可以檢測基于mRNA表達(dá)的SSC，而且可以快速從人骨髓中分離SSC，而不影響骨骼細(xì)胞的長期存活，這是組織工程策略中利用SSC 幫助骨再生的關(guān)鍵。盡管骨髓中存在SSC數(shù)量有限，但該研究表明在骨髓的每200個SSC中，SNA能特異性的檢測和富集1個，這相當(dāng)于一個50～500 倍的富集。再加上這種策略的速度和簡單性，這種方法具有廣泛的應(yīng)用潛力。

2.2 FNA 誘導(dǎo)脂肪源性干細(xì)胞的增殖、遷移和成骨分化

脂肪組織來源的干細(xì)胞已被認(rèn)為是一種可行的替代方案，因為它們具有體外成骨能力，易獲得性以及在低氧和低糖環(huán)境中生存的能力[26-27]。

目前，ADSC在許多動物模型中被廣泛應(yīng)用于骨缺損的修復(fù)和重建。然而，僅依靠ADSC 的成骨分化能力不足以修復(fù)大骨缺損。Shao 等[28]將ADSC 暴露于250×10-9mol·L-1濃度的tFNA 后，堿性磷酸酶染色和鈣沉積實驗表明，tFNA 通過促進(jìn)堿性磷酸酶活性和促進(jìn)基質(zhì)礦化，在促進(jìn)骨形成中起重要作用。經(jīng)典Wnt/β-連環(huán)蛋白通路的激活似乎是tFNA 誘導(dǎo)ADSC 成骨分化的主要機制，Wnt/β-連環(huán)蛋白通路是調(diào)節(jié)細(xì)胞成骨分化的重要信號，與骨形成和發(fā)育密切相關(guān)[29-30]。Wnt 與受體結(jié)合后產(chǎn)生下游信號，激活β-連環(huán)蛋白，減少β-連環(huán)蛋白的降解，Wnt/β-連環(huán)蛋白信號的激活導(dǎo)致Runt相關(guān)基因2 （Runt-related transcription factor 2，Runx2） 的表達(dá)，Runx-2被認(rèn)為是主要的成骨轉(zhuǎn)錄因子和成骨細(xì)胞[31-32]的最早標(biāo)記。隨后，Runx-2的表達(dá)誘導(dǎo)成骨相關(guān)蛋白的表達(dá)，并調(diào)節(jié)成骨分化。此外，Wnt 信號還可以抑制脂肪形成的早期階段，同時促進(jìn)成骨[33]。250×10-9mol·L-1濃度的tFNA 可能提供一種獨特的細(xì)胞環(huán)境，促進(jìn)ADSC 的成骨分化和增殖，為其在骨組織再生治療中的潛在應(yīng)用開辟了未來的機會。

細(xì)胞遷移是非常復(fù)雜的細(xì)胞行為，是許多生物學(xué)過程（包括胚胎發(fā)育、組織再生和免疫反應(yīng)）的關(guān)鍵組成部分[34-37]。在機制方面，已經(jīng)廣泛證明蛋白質(zhì)Ras相關(guān)C3肉毒菌毒素底物（ras-related C3 botulinum toxin substrate，RAC） 和視紫質(zhì)重組蛋白（recombinant rhodopsin，RHO） 的相互調(diào)節(jié)對細(xì)胞遷移至關(guān)重要。Shi等[38]將ADSC 暴露于tFNA后，結(jié)果表明，tFNA 以濃度依賴性的方式促進(jìn)ADSC 的細(xì)胞遷移。值得注意的是，當(dāng)tFNA 被ADSC 內(nèi)化時，它們抑制lncRNA XLOC 101623 的轉(zhuǎn)錄，激活TIAM1/RAC1和RHOA/ROCK2信號通路，導(dǎo)致相關(guān)基因和蛋白質(zhì)表達(dá)的改變，最終促進(jìn)ADSC 的遷移?；谶@些發(fā)現(xiàn)，tFNA 作為一種功能性三維DNA 納米材料，在組織修復(fù)和再生醫(yī)學(xué)中顯示出了很高的應(yīng)用潛力。Lin 等[39]進(jìn)一步的特異性聚合酶鏈反應(yīng)和基因功能分析顯示，tFNA通過Dlg3 基因啟動子的DNA 甲基化，促進(jìn)ADSC增殖。此外，tFNA 還降低了ADSC 中凋亡相關(guān)蛋白半胱天冬酶-3 （casepase3） 和Bcl-2 相關(guān)X 蛋白（bax） 的基因和蛋白質(zhì)表達(dá)，這些結(jié)果表明，tFNA有助于抑制ADSC的凋亡。

2.3 FNA 誘導(dǎo)口腔源性干細(xì)胞的增殖、遷移和成骨分化

最近，越來越多的研究[26,40-43]開始關(guān)注口腔間充質(zhì)干細(xì)胞以及生物制骨。牙周膜干細(xì)胞（periodontal ligament stem cell，PDLSC） 和牙髓干細(xì)胞（dental pulp stem cell，DPSC） 作為分別來源于牙周膜和牙髓的間充質(zhì)干細(xì)胞，具有強的可克隆、自我更新和多能性等多種優(yōu)勢，可以在不同的誘導(dǎo)條件下分化為神經(jīng)、骨、肌肉和脂肪組織等各種組織。此外，與BMSC 相比，PDLSC 和DPSC由于創(chuàng)傷小，免疫原性低，被認(rèn)為是口腔骨再生中理想的種子細(xì)胞，特別是對牙槽骨缺損的重建。

根據(jù)先前的一些研究表明，PDLSC 可以分化為成纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞樣細(xì)胞和骨水泥細(xì)胞樣細(xì)胞，以產(chǎn)生天然的牙周組織、骨樣組織和骨水泥組織。DPSC 可以在不同的細(xì)胞微環(huán)境中誘導(dǎo)形成骨、脂肪、牙齒、神經(jīng)、肌肉、血管組織[44-48]。此外，PDLSC 和DPSC 已經(jīng)被加載到各種各樣的支架材料上，如羥磷灰石、膠原海綿、殼聚糖和水凝膠，然后移植到動物模型中，以探索其對骨和牙組織再生的能力[49-51]。Zhou 等[52]利用tFNA 刺激PDLSC 來調(diào)節(jié)其生物行為，研究結(jié)果表明，250×10-9mol·L-1濃度的tFNA 能通過調(diào)節(jié)Wnt/β-連環(huán)蛋白通路， 促進(jìn)PDLSC 的增殖， 大大增強PDLSC 的成骨分化。進(jìn)一步研究[53]表明，tFNA 還可以促進(jìn)PDLSC 在體外的遷移；促進(jìn)成骨相關(guān)因子Runx2、骨橋蛋白的表達(dá)，從而促進(jìn)成骨分化；明顯抑制牙周炎對牙周組織的破壞。這些作用可能與tFNA 抑制腫瘤壞死因子α、白細(xì)胞介素-1、白細(xì)胞介素-6、一氧化氮以及細(xì)胞活性氧的產(chǎn)生，抑制破骨細(xì)胞的生成從而減少牙槽骨的吸收有關(guān)。另一項研究[54]結(jié)果表明，tFNA 不需要其他轉(zhuǎn)染試劑的輔助就可以被導(dǎo)入DPSC。同時，tFNA 通過上調(diào)經(jīng)典Notch 信號通路相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)，促進(jìn)了DPSC 的增殖和成骨/成牙分化。因此，利用tFNA 作為新型的框架核酸納米材料，可以被認(rèn)為是DPSC為基礎(chǔ)的骨和牙組織再生的一個有希望的替代方法。

3 FNA血管調(diào)節(jié)作用與骨再生

骨組織作為一種高度血管化的組織，其形成過程往往離不開血管的生長與生成。血管可以為細(xì)胞提供足夠的營養(yǎng)和氧氣，以維持細(xì)胞和新形成的組織的活力。骨血管化不足可能導(dǎo)致細(xì)胞和/或組織死亡，阻礙骨形成和/或減少新形成的骨量[55]。新生血管為骨移植工程的仿生研究增加了第四維度，已經(jīng)被證明是移植存活，整合和宿主功能的關(guān)鍵[56]。

血管與骨組織之間的耦合作用涉及多種復(fù)雜的機制，其中內(nèi)皮細(xì)胞的Notch通路激活可有效促進(jìn)骨骼中的血管生成和成骨[57]。有研究[58]表明，在250×10-9mol·L-1濃度下，tFNA 可進(jìn)入內(nèi)皮細(xì)胞，并通過激活Notch 信號通路，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移；通過上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF） 及其受體、基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP） 等多種血管生成生長因子的表達(dá)，促進(jìn)血管生成，這為FNA 進(jìn)一步在血管和成骨組織工程中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。另外，tFNA 的血管生成作用在Lin 等[59]的研究中也得以驗證，該研究表明，在血管的炎癥和氧化損傷反應(yīng)中，tFNA 可通過活化Akt促進(jìn)VEGF基因的表達(dá)和新血管的形成。

雙膦酸鹽相關(guān)的頜骨壞死（bisphosphonatesrelated osteonecrosis of the jaw，BRONJ） 是一種嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量的骨代謝疾病，其發(fā)生可能是由骨代謝不平衡、抗血管生成、異常的免疫功能等一種或多種原因引起的[60]。雙膦酸鹽可通過抑制多種血管生成因子的表達(dá)，進(jìn)而抑制血管的生成，從而導(dǎo)致頜骨缺血壞死。其中VEGF是刺激血管生成的特異性因子，可以促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的存活、增殖、遷移，并增加血液通透性[61]。缺氧誘導(dǎo)因子1α 可以促進(jìn)血管形成和參與介導(dǎo)血管與骨組織之間的耦合作用[62]，MMP2 和MMP9 可以降解細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移，并為血管的生成打開空間[63]。在Zhao 等[64]的體外研究中，tFNA 可通過上調(diào)上述血管生成生長因子的表達(dá)，發(fā)揮其促進(jìn)血管生成的能力并逆轉(zhuǎn)雙膦酸鹽對血管生成的抑制作用。這一結(jié)果在其體內(nèi)實驗中也得以驗證，tFNA 可以促進(jìn)BRONJ 大鼠血管的生成，并減少拔牙部位的骨骼暴露，進(jìn)而增加拔牙部位牙槽骨的相對高度，最終很大程度上改善了BRONJ的預(yù)后。值得注意的是，在tFNA促進(jìn)血管生成的機制上，該研究認(rèn)為信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白（signal transducer and activator of transcription，STAT） 起到了關(guān)鍵的作用，tFNA 可以在雙膦酸鹽刺激的環(huán)境中促進(jìn)STAT 的磷酸化，從而促進(jìn)血管生成。

4 FNA的神經(jīng)調(diào)節(jié)作用與骨再生

除了血管化，神經(jīng)化骨組織的產(chǎn)生也被認(rèn)為是骨組織工程最大的障礙之一，感覺神經(jīng)和自主神經(jīng)的神經(jīng)支配與骨穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)之間的關(guān)系越來越受到重視。根據(jù)希爾頓規(guī)則[65]，支配肌肉的神經(jīng)也支配附著的骨骼，此外，伴隨血管的大神經(jīng)束在不同部位滋養(yǎng)骨骼。大量對機械應(yīng)力和疼痛敏感的感覺神經(jīng)纖維支配小梁骨和骨膜[66-67]，這些感覺神經(jīng)纖維可通過分泌感覺神經(jīng)遞質(zhì)[68-69]影響骨代謝和骨重塑；此外，重建神經(jīng)支配能夠有效預(yù)防骨移植的骨質(zhì)疏松，這提示神經(jīng)支配可能在促進(jìn)組織工程骨形成中發(fā)揮了重要的作用[70]。

在神經(jīng)組織重建過程中，神經(jīng)干細(xì)胞向損傷區(qū)遷移，并在損傷區(qū)分泌一定的生長因子，會進(jìn)一步加速神經(jīng)干細(xì)胞的遷移，進(jìn)而分化為神經(jīng)細(xì)胞[71]，這是神經(jīng)及其附屬細(xì)胞修復(fù)和再生的關(guān)鍵過程。然而，神經(jīng)干細(xì)胞的增殖、遷移和分化能力較差，很難修復(fù)和再生損傷的神經(jīng)組織。因此，研究安全有效地促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞遷移的生物材料，對神經(jīng)化骨組織的產(chǎn)生具有重要意義。Ma 等[24]的一項研究結(jié)果提示，250×10-9mol·L-1濃度的tFNA通過激活Wnt/β-連環(huán)蛋白通路，進(jìn)而促進(jìn)了小鼠神經(jīng)干細(xì)胞的增殖，并通過抑制Notch信號通路促進(jìn)了神經(jīng)元的分化，并進(jìn)一步用劃痕實驗和transwell 小室實驗研究不同條件下培養(yǎng)小鼠神經(jīng)干細(xì)胞的遷移行為，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞能快速內(nèi)化tFNA，并有效促進(jìn)細(xì)胞的平行和垂直遷移。此外，tFNA 能夠上調(diào)RhoA、Rock2 和黏著斑蛋白的基因和蛋白表達(dá)水平，這表明tFNA 在細(xì)胞遷移過程中激活了RhoA/Rock2 通路，最終促進(jìn)小鼠神經(jīng)干細(xì)胞的遷移[72]。這些結(jié)果表明，tFNA 在神經(jīng)組織修復(fù)和再生方面有很大的應(yīng)用潛力。

5 FNA的免疫調(diào)節(jié)作用與骨再生

在某些情況下，當(dāng)骨缺損較大或并存某些疾病（如腫瘤、骨質(zhì)疏松癥） 時，可能需要使用合成骨移植物來促進(jìn)骨再生過程。在這些情況下，外源性的生物材料會立即觸發(fā)宿主反應(yīng)，包括蛋白質(zhì)吸附、血凝塊形成和炎癥過程。免疫系統(tǒng)在骨中的作用，并不局限于細(xì)菌產(chǎn)物和抗原[73-74]的吞噬功能或?qū)菗p傷的反應(yīng)[75-77]，免疫系統(tǒng)在骨中的相關(guān)功能還包括：刺激成骨細(xì)胞的礦化、多核巨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的形成、參與建模和重塑階段以及維持骨組織的內(nèi)穩(wěn)態(tài)[78]。因此，開發(fā)能夠通過與免疫系統(tǒng)的正反饋促進(jìn)組織愈合的生物材料，目前正成為一個基礎(chǔ)研究課題。

巨噬細(xì)胞是免疫系統(tǒng)的主要組成部分之一，其分化為促炎或抗炎表型對細(xì)胞干擾和隨后的正常骨再生過程有很大影響。巨噬細(xì)胞的這種調(diào)節(jié)作用是至關(guān)重要的，因為它可以誘導(dǎo)和決定骨組織主動再生或持續(xù)炎癥的兩種不同結(jié)局。經(jīng)典活化巨噬細(xì)胞M1表型作為促炎性巨噬細(xì)胞，分泌各種促炎因子，如腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-1、白細(xì)胞介素-6、活性氧、一氧化氮等，維持骨組織炎性損傷反應(yīng)；替代活化巨噬細(xì)胞M2表型作為抗炎癥的巨噬細(xì)胞分泌抗炎因子，如抗炎因子白細(xì)胞介素-10 和轉(zhuǎn)化生長因子-β，有助于消除炎癥，促進(jìn)傷口愈合和組織重塑[79-82]。

Zhao 等[64]的研究表明，tFNA 可以在無載體的情況下進(jìn)入小鼠單核巨噬細(xì)胞，減少脂多糖聯(lián)合干擾素-α 處理后M1 型標(biāo)志物誘導(dǎo)型一氧化氮合酶，促炎因子（腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-1、白細(xì)胞介素-6），一氧化氮和活性氧的產(chǎn)生，同時M2 型標(biāo)志物精氨酸酶1 和白細(xì)胞介素-10、轉(zhuǎn)化生長因子-β 表達(dá)增加，提示tFNA 抑制了巨噬細(xì)胞M1表型極化，并促進(jìn)了巨噬細(xì)胞向M2表型極化，在阻止炎癥反應(yīng)進(jìn)程的同時，促進(jìn)了傷口愈合和骨組織重塑。進(jìn)一步研究表明，tFNA 在體內(nèi)外通過調(diào)節(jié)STAT 的磷酸化，促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2 型極化，這為tFNA 作為骨免疫調(diào)節(jié)材料，在骨愈合的各個階段支持骨組織的再生提供了理論依據(jù)。另外，在牙周病的細(xì)菌感染過程中，牙周組織細(xì)胞會暴露于外源性炎癥因子如脂多糖中，Zhou 等[53]將250×10-9mol·L-1濃度tFNA 加入脂多糖刺激后的牙周膜干細(xì)胞中觀察到，牙周膜干細(xì)胞分泌了促炎細(xì)胞因子，并且其細(xì)胞活性氧水平降低，成骨分化增加。這一結(jié)果在絲線結(jié)扎致牙周炎的體內(nèi)牙周炎模型中也得以證實， 250×10-9mol·L-1和500×10-9mol·L-1濃度tFNA 通過減少炎癥滲出和抑制破骨細(xì)胞的形成，均減少了牙槽骨的吸收。進(jìn)一步研究表明，tFNA 的體內(nèi)外免疫調(diào)節(jié)作用與減少白細(xì)胞介素-1、白細(xì)胞介素-6等抗炎因子的釋放有關(guān)，從而抑制了破骨細(xì)胞的生成，對牙周組織包括牙槽骨、牙骨質(zhì)和牙周韌帶有明顯的保護(hù)作用。

6 總結(jié)與展望

綜上所述，F(xiàn)NA 獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)吸引了大量學(xué)者對其進(jìn)行研究。如圖1所示，在骨組織再生方面，F(xiàn)NA 可以調(diào)節(jié)干細(xì)胞的增殖遷移和成骨分化，可以通過骨組織納米外環(huán)境模擬、骨組織血管化、神經(jīng)化以及炎癥免疫調(diào)節(jié)，為骨組織再生提供良好的內(nèi)外環(huán)境。值得注意的是，F(xiàn)NA強大的入胞能力和可編輯特性，為骨組織再生過程中各種生長因子和小分子藥物的靶向遞送和可控性釋放提供了巨大的可能性。筆者相信，F(xiàn)NA將會是未來促進(jìn)血管化和神經(jīng)支配骨組織產(chǎn)生的一種重要手段，在骨修復(fù)和再生方面具有巨大的潛力。

圖1 FNA在骨再生領(lǐng)域的應(yīng)用Fig 1 Application of FNA in bone regeneration

雖然FNA 已被報道在骨再生領(lǐng)域具有巨大潛力，但FNA 在骨組織修復(fù)和再生中的應(yīng)用仍然具有挑戰(zhàn)性。許多研究仍處于初級階段，迫切需要進(jìn)一步的探索才能實際應(yīng)用。在未來可能需要通過精細(xì)調(diào)整其結(jié)構(gòu)，在組成、結(jié)構(gòu)、生物功能以及骨愈合過程中結(jié)合仿生特性和生物功能的新策略，完全實現(xiàn)組合模擬，為原位骨再生創(chuàng)造真實的模擬微環(huán)境，可以賦予FNA 更有效和更好的骨再生能力。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。