鄭美慧 張志勇 張力輝 郝志華 楊韻煊

牙周炎在我國(guó)是一種高度流行的慢性口腔類疾病，它的病因復(fù)雜，是由菌斑微生物、宿主免疫反應(yīng)以及環(huán)境和遺傳因素等多方面相互作用的結(jié)果[1]，導(dǎo)致多種酶和細(xì)胞因子的釋放，使牙齦、牙骨質(zhì)、牙周膜和牙槽骨發(fā)生進(jìn)行性破壞，最終不僅導(dǎo)致牙齒的脫落還會(huì)誘發(fā)一系列全身系統(tǒng)性疾病(糖尿病、心腦血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病等)[2]，嚴(yán)重影響了患者的正常生活，給患者造成了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。Wnt信號(hào)通路被認(rèn)為是生物體中最重要的信號(hào)通路之一，它不僅能夠調(diào)節(jié)機(jī)體的生長(zhǎng)、發(fā)育，還能控制細(xì)胞的增殖、分化、癌變和凋亡等生命歷程。研究表明，此通路在口腔相關(guān)疾病(如牙周炎、牙髓炎、頜骨疾病、腭裂和牙齒發(fā)育異常等)均發(fā)揮了重要的調(diào)控作用[3]。Wnt信號(hào)通路在牙周組織的發(fā)育、牙周炎的進(jìn)展以及牙周組織的修復(fù)再生領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，Wnt蛋白的異常表達(dá)能導(dǎo)致炎性因子的產(chǎn)生以及骨代謝失調(diào)造成的牙槽骨吸收，加速了牙周炎的進(jìn)程。本文對(duì)Wnt信號(hào)通路的組成及其在牙周組織和牙周炎中的調(diào)控作用進(jìn)行綜述。

1 Wnt信號(hào)通路

Wnt信號(hào)通路廣泛存在于各種生物體中，是維持生物體生命活動(dòng)最重要、最關(guān)鍵的信號(hào)通路之一，是調(diào)節(jié)胚胎發(fā)育、干細(xì)胞自我更新和分化的關(guān)鍵因素，參與器官和腫瘤發(fā)生、免疫炎性反應(yīng)、骨代謝等一系列生理過(guò)程，與機(jī)體的炎癥性疾病、癌癥、骨代謝紊亂等緊密相關(guān)[4]。根據(jù)Wnt信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程的不同，學(xué)者將它劃分為以下兩大類：一是經(jīng)典Wnt/β-catenin信號(hào)通路，二是非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路[5]。

1.1 經(jīng)典Wnt信號(hào)通路 經(jīng)典Wnt信號(hào)通路由β-catenin介導(dǎo)，故又被稱為Wnt/β-catenin信號(hào)通路，此通路與骨組織的修復(fù)和再生密切相關(guān)[6]。激活此信號(hào)通路是以Wnt配體(Wnt1、Wnt2、Wnt3a和Wnt7a等)為基礎(chǔ)[7]，Wnt配體與七次跨膜蛋白(Frizzled)受體、低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6(low-density lipoprotein receptor- related protein 5/6，LRP5/6)[8]相結(jié)合，糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β)的活性被抑制，同時(shí)β-catenin的磷酸化被阻斷，隨后β-catenin在細(xì)胞質(zhì)中大量積累，并進(jìn)入細(xì)胞核調(diào)控相關(guān)靶基因的表達(dá)[9]。在沒(méi)有Wnt配體的情況下，Wnt信號(hào)通路處于關(guān)閉狀態(tài)，由軸蛋白等構(gòu)成的破壞復(fù)合物能夠促進(jìn)β-catenin磷酸化，最終β-catenin被蛋白酶泛素化并進(jìn)一步降解[10]。

1.2 非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路 至少有2個(gè)通路參與介導(dǎo)非經(jīng)典通路:Wnt/平面細(xì)胞極化通路(planar polarity cell pathway,PCP)和Wnt/Ca2+通路[11]。在非經(jīng)典信號(hào)通路的傳導(dǎo)過(guò)程中需要Frizzled，但不需要LRP5/6、β-catenin等的參與，多種分泌蛋白如Wnt4, Wnt5a,Wnt11等作為配體激活此通路。Wnt/PCP通路不但負(fù)責(zé)控制細(xì)胞極性，還能調(diào)控組織極性，并有利于細(xì)胞骨架的重組。Wnt配體與受體酪酸激酶樣孤兒受體2 (receptor tyrosine kinase-like orphan receptors 2, Ror 2) 或相關(guān)受體酪氨酸激酶(related to receptor tyrosine kinase, RYK) 受體相結(jié)合,通過(guò)激活小G蛋白(GTPases)Rho和Rac等來(lái)發(fā)揮作用[12]。激活Wnt/Ca2+通路同樣需要Wnt配體與受體相結(jié)合，加快細(xì)胞內(nèi)Ca2+釋放的速度，通過(guò)激活蛋白激酶C等來(lái)行使功能[13]。

2 Wnt信號(hào)通路對(duì)牙周組織發(fā)育的調(diào)控

研究表明牙源性外胚間充質(zhì)和牙囊是牙周組織發(fā)生發(fā)育的基礎(chǔ)，牙周組織在組織學(xué)上由牙骨質(zhì)、牙周膜和牙槽骨組成[14]，Wnt信號(hào)通路的激活和關(guān)閉在調(diào)控牙周組織的發(fā)育、維持牙周組織的穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮了重要作用。在20世紀(jì)90年代末Thesleff等[15]，最早提出Wnt信號(hào)通路與牙齒的發(fā)育和穩(wěn)態(tài)關(guān)系密切。

實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，早期牙源性間充質(zhì)發(fā)育受到Wnt/β-catenin通路的影響，信號(hào)通路的中心成分β-catenin蛋白特異性失活導(dǎo)致了小鼠牙齒發(fā)育在胚胎期的停滯[16]。Xiang等[17]的研究中發(fā)現(xiàn)，向成骨培養(yǎng)基加入100 ng/ml 骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP2)和300 ng/ml Wnt5a能顯著促進(jìn)小鼠新生磨牙牙囊干細(xì)胞的礦化程度。而Sakisaka等[18]發(fā)現(xiàn)在Wistar大鼠牙囊發(fā)育過(guò)程中，重組Wnt5a可能抑制Wnt3a介導(dǎo)的β-catenin/T細(xì)胞因子轉(zhuǎn)錄活性，在牙囊細(xì)胞成骨分化中發(fā)揮負(fù)向調(diào)控作用。Zhang等[19]研究小鼠的牙齒發(fā)育過(guò)程，去除成牙本質(zhì)細(xì)胞和成牙骨質(zhì)細(xì)胞中的β-catenin基因，觀察到小鼠的無(wú)根磨牙和不完整切牙。磨牙牙冠及切牙唇側(cè)結(jié)構(gòu)完整，但磨牙牙根、切牙舌側(cè)牙本質(zhì)及牙周組織的形成嚴(yán)重受阻，提示β-catenin對(duì)于小鼠牙根及牙周組織的形成起著決定性作用。

Nemoto等[20]報(bào)道在小鼠牙根發(fā)育中，Wnt3a在上皮根鞘(HERS)細(xì)胞中高表達(dá)，同時(shí)小鼠牙囊細(xì)胞表達(dá)堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(Runt-related transcription factor 2,Runx2)等成骨因子，提示上皮根鞘細(xì)胞中可能通過(guò)激活經(jīng)典Wnt信號(hào)通路來(lái)刺激牙囊細(xì)胞分化為成牙骨質(zhì)或成骨細(xì)胞，從而促進(jìn)牙根的生成。在小鼠牙骨質(zhì)發(fā)育期間，國(guó)內(nèi)學(xué)者報(bào)道成牙骨質(zhì)細(xì)胞中的Wnt5a激活非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路，能夠?qū)ρ滥业陌l(fā)育進(jìn)行調(diào)節(jié)，促進(jìn)牙囊形成牙骨質(zhì)的進(jìn)程[21]。Wnt信號(hào)通路同樣能調(diào)控牙周膜，Gopinathan等[22]通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論，該通路的主要拮抗劑分泌型卷曲相關(guān)蛋白1(Secreted Frizzled-Related Protein 1，sFRP1)在牙周膜成纖維細(xì)胞中顯著表達(dá)，sFRP1能夠保障牙周組織的礦化穩(wěn)態(tài)，對(duì)牙周組織尤為重要。Lim等[23]研究報(bào)道，Wnt信號(hào)通路的激活劑Lrp5ACT處理小鼠，發(fā)現(xiàn)其成骨基因表達(dá)增加、破骨細(xì)胞活性降低以及牙槽骨形成增加，導(dǎo)致牙周膜間隙明顯縮小，相反，Wnt信號(hào)通路的過(guò)量拮抗劑Ad-Dkk1處理小鼠時(shí)，其成骨標(biāo)記物表達(dá)大幅度降低，破骨細(xì)胞活性明顯增加，導(dǎo)致牙周膜增寬。Hasegawa等[24]對(duì)人牙周膜細(xì)胞進(jìn)行機(jī)械刺激時(shí)，Wnt5a及其相關(guān)受體的表達(dá)上調(diào)，Wnt5a增強(qiáng)牙周膜細(xì)胞的增殖和遷移，但抑制牙周膜細(xì)胞的成骨分化。此外Wnt5a通過(guò)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1 (TGFβ1)上調(diào)骨膜蛋白(Periostin)的表達(dá)，增強(qiáng)了牙周膜中膠原蛋白的生成。這些發(fā)現(xiàn)提示，Wnt5a可能是維持牙周組織內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵因子，作為礦化的負(fù)調(diào)控因子，以阻止非生理礦化的發(fā)展；作為膠原蛋白生成的正調(diào)控因子，重塑牙周膜纖維形態(tài)，加速牙周膜纖維的成熟。Chang等[25]學(xué)者發(fā)現(xiàn)在牙槽骨發(fā)育期間，實(shí)驗(yàn)鼠牙囊間質(zhì)細(xì)胞中所含有的骨形態(tài)發(fā)生蛋白刺激Wnt4，Wnt4可通過(guò)軸蛋白Axin激活 p38/MAPK通路，促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖分化，進(jìn)而顯著上調(diào)牙槽骨形成相關(guān)蛋白如Ⅰ型膠原蛋白、特殊骨基質(zhì)蛋白和骨鈣蛋白的表達(dá)。

3 Wnt信號(hào)通路在牙周炎中的表達(dá)及意義

3.1 Wnt經(jīng)典通路與牙周炎 Wnt經(jīng)典信號(hào)通路的激活能降低牙周炎造成的牙周組織的損傷，發(fā)揮抗炎作用。Wnt3a蛋白是一個(gè)表達(dá)于多種真核細(xì)胞中的富含半胱氨酸的相對(duì)分子質(zhì)量為4lku的分泌性糖蛋白，它作為Wnt經(jīng)典信號(hào)通路的關(guān)鍵配體，不僅能抑制破骨細(xì)胞的增殖，而且能降低巨噬細(xì)胞的吞噬作用，減輕免疫炎性反應(yīng)[26]。Lü等[27]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)8周的C57BL小鼠感染牙周病原菌牙齦卟啉單胞菌時(shí)，可增強(qiáng)其固有免疫細(xì)胞中Janus激酶3 (JAK3)的活性，使泛素E3連接酶Nedd4-2失活，阻礙Wnt3a泛素化降解，可以在一定程度上抑制炎性因子如腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白介素6 (IL-6)和白介素12P40 (IL-12P40)的產(chǎn)生，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)牙周炎的控制，能夠減輕機(jī)體的炎性反應(yīng)。Liu等[28]檢測(cè)牙周病組大鼠和健康組大鼠牙周組織和血漿中Wnt3a的變化，在2周、4周、6周對(duì)2組大鼠分別進(jìn)行進(jìn)行蘇木精、伊紅染色及抗酒石酸酸性磷酸酶染色，免疫組化和酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)牙周組織和血漿中Wnt3a，結(jié)果顯示與健康組相比，牙周病組大鼠Wnt3a表達(dá)明顯降低。程煥芝等[29]發(fā)現(xiàn)慢性牙周炎患者Wnt3a基因及蛋白的表達(dá)水平均較低，并且牙周指標(biāo)(PPD、CAL)與Wnt3a的表達(dá)呈反比關(guān)系。由此可見(jiàn)，Wnt信號(hào)通路關(guān)鍵因子的異常表達(dá)可能與牙周炎的發(fā)生密切相關(guān)。Liu等[30]進(jìn)行體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，為了研究Wnt/β-catenin信號(hào)通路在炎癥條件下對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)劑/基質(zhì)金屬蛋白酶(Emmprin/MMPs)通路的影響，MMPs的異常表達(dá)可導(dǎo)致牙周結(jié)締組織和骨組織的破壞。用牙齦卟啉單胞菌脂多糖(porphyromonas gingivalis lippopolysaccharide, Pg. LPS)處理人口腔上皮細(xì)胞/牙齦成纖維細(xì)胞的共同培養(yǎng)模型，利用Wnt3a激活此信號(hào)通路，雙免疫熒光染色數(shù)據(jù)顯示Emmprin和MMP-2,9的表達(dá)顯著降低，而用Wnt通路抑制劑處理此共同培養(yǎng)模型是Emmprin和MMP-2,9的表達(dá)顯著升高，由此推測(cè)，Wnt3a/β-catenin信號(hào)通路的激活能負(fù)向調(diào)控Emmprin/MMPs通路，減輕MMPs對(duì)牙周結(jié)締組織和骨組織的破壞，降低牙周炎性反應(yīng)。在炎癥條件下，Wnt經(jīng)典信號(hào)通路能與其他信號(hào)通路共同作用，組成一個(gè)復(fù)雜免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，共同介導(dǎo)牙周炎的發(fā)展過(guò)程。

3.2 Wnt非經(jīng)典通路與牙周炎 Wnt5a作為非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路的激活配體，在炎癥性疾病中其可在干擾素γ(IFN-γ)或Pg.LPS的刺激下上調(diào)，促進(jìn)IL-6、白介素8 (IL-8)等炎性因子的表達(dá)，在一系列病理變化中調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)[31]。在一項(xiàng)關(guān)于慢性牙周炎全基因組相關(guān)性的研究表明，Wnt5a基因與重度慢性牙周炎相關(guān)[32]。Chatzopoulos等[33]進(jìn)行的一項(xiàng)橫斷面研究顯示，中度和重度慢性牙周炎患者的病變部位(≥30%的位點(diǎn)PPD≥4 mm、CAL≥3 mm且存在探診時(shí)出血)的齦溝液中Wnt5a總蛋白水平明顯高于健康部位。Haftcheshmeh等[34]發(fā)現(xiàn)慢性和侵襲性牙周炎患者牙齦組織中Wnt5a mRNA的表達(dá)明顯高于健康人，其中侵襲性牙周炎患者Wnt5a mRNA表達(dá)水平最高，同時(shí)Wnt5a mRNA表達(dá)水平與PPD、CAL等臨床參數(shù)呈正相關(guān)。Maekawa等[35]分別檢測(cè)牙周炎患者和健康個(gè)體牙齦組織中的Wnt5a和非經(jīng)典通路拮抗劑 sFRP5mRNA的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)牙周炎患者組織中Wnt5a的表達(dá)顯著高于健康個(gè)體，而sFRP5的表達(dá)則相反。同時(shí)，學(xué)者又進(jìn)行了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究，它們將實(shí)驗(yàn)性牙周炎小鼠分成4組，分別將PBS緩沖液(對(duì)照組)Wnt5a(0.2 μg)、sFRP5(0.2 μg)和Wnt5a+sFRP5聯(lián)合微注射至結(jié)扎的上頜第二磨牙的腭側(cè)牙齦，分別觀察實(shí)驗(yàn)小鼠的牙槽骨吸收情況：微注射Wnt5a的牙槽骨骨吸收顯著增加;微注射sFRP5顯著抑制小鼠的骨吸收；Wnt5a+sFRP5聯(lián)合微注射，骨吸收也能被sFRP5顯著抑制。由此可見(jiàn)，Wnt5a啟動(dòng)Wnt非經(jīng)典信號(hào)通路，促進(jìn)了牙周炎的發(fā)生發(fā)展，而此通路的拮抗劑sFRP5能發(fā)揮抗炎作用，抑制促炎因子(IL-1β、IL-6和IL-17)的表達(dá)，阻止牙周炎的進(jìn)展，進(jìn)一步抑制牙槽骨吸收。Qian等[36]研究了早期實(shí)驗(yàn)性牙周炎小鼠牙齦組織中和體外培養(yǎng)的經(jīng)Pg. LPS處理的牙周膜細(xì)胞中鈣調(diào)素依賴性激酶Ⅱ (CaMKⅡ)和骨膜蛋白(Periostin)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)Wnt5a、CaMKⅡ和Periostin的表達(dá)顯著升高。Wnt5a能明顯提高CaMKII總蛋白和Periostin的表達(dá)，提示W(wǎng)nt5a可在牙周炎早期通過(guò)Wnt5a/CaMKII途徑上調(diào)下游分子Periostin，促進(jìn)牙周膜膠原纖維的形成與重構(gòu)，促進(jìn)牙周組織修復(fù)，以維持牙周組織的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定與礦化穩(wěn)態(tài)，這應(yīng)該是機(jī)體在牙周炎早期免疫防御和修復(fù)機(jī)制的反映。

4 Wnt信號(hào)通路在骨代謝中的作用

牙周炎是由于骨代謝紊亂引起的一種炎癥性疾病，牙槽骨的進(jìn)行性破壞吸收為其最主要臨床表現(xiàn)，學(xué)者們認(rèn)為Wnt信號(hào)通路是參與調(diào)節(jié)機(jī)體成骨與破骨的一個(gè)關(guān)鍵的信號(hào)通路，與骨質(zhì)疏松、骨癌等疾病關(guān)系密切[37]，因此該通路的關(guān)鍵蛋白的成為了骨代謝相關(guān)疾病的治療靶點(diǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)，Wnt信號(hào)通路與其他骨代謝相關(guān)通路相互作用，如通過(guò)調(diào)控下游細(xì)胞核因子κb受體活化因子配體/細(xì)胞核因子κb受體活化因子/骨保護(hù)因子(RANKL/RANK/OPG)信號(hào)通路，降低破骨細(xì)胞的增殖分化，從而實(shí)現(xiàn)抑制骨吸收的結(jié)果[38]。

Wnt信號(hào)通路的激活可以有效調(diào)節(jié)牙周組織的成骨與破骨平衡，實(shí)現(xiàn)骨穩(wěn)態(tài)。Wu等[39]研究表明，在小鼠牙槽骨細(xì)胞和牙骨質(zhì)細(xì)胞中，持續(xù)過(guò)表達(dá)的β-catenin可導(dǎo)致牙周膜鈣化，使牙齒變得強(qiáng)直。Wang等[40]發(fā)現(xiàn)，人類脫落乳牙的外泌體(SHED-Exos)通過(guò)正向調(diào)控Wnt3a及(BMP2)，可以明顯促進(jìn)牙周組織的成骨分化[41]。

骨硬化蛋白(Sclerostin，SOST)和骨吸收因子Dickkopf相關(guān)蛋白-1(Dkk-1)能競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合LRP5/6并進(jìn)一步阻止Wnt配體與相關(guān)受體的結(jié)合，是Wnt信號(hào)通路的主要拮抗劑，能顯著抑制Wnt信號(hào)通路后續(xù)的轉(zhuǎn)錄和翻譯[41]，對(duì)骨形成具有強(qiáng)有力的負(fù)面作用，從而促進(jìn)牙周炎的進(jìn)展。

Chatzopoulos等[33]報(bào)道，SOST蛋白在廣泛性中、重度慢性牙周炎亞組齦溝液中的表達(dá)水平顯著高于健康組。Kim等[42]進(jìn)行了牙周炎大鼠的相關(guān)性研究，將大鼠分成牙周炎組和對(duì)照組，下頜骨第一磨牙結(jié)扎致牙周炎。結(jié)扎后1、3、10和20 d，對(duì)磨牙分叉處的牙槽骨(AB)和類骨質(zhì)區(qū)域進(jìn)行組織學(xué)分析，通過(guò)抗酒石酸酸性磷酸酶染色和免疫組化檢測(cè)破骨細(xì)胞的數(shù)量和骨細(xì)胞表達(dá)RANKL、SOST的情況。結(jié)果顯示AB缺失伴隨著破骨細(xì)胞形成的增加和類骨質(zhì)形成的抑制。當(dāng)破骨細(xì)胞形成增加時(shí)，骨細(xì)胞表達(dá)RANKL；當(dāng)類骨形成受到抑制時(shí)，骨細(xì)胞表達(dá)SOST增加；相反，當(dāng)類骨形成增加時(shí)，骨細(xì)胞SOST表達(dá)減少。這些結(jié)果提示，在牙周炎性反應(yīng)中，炎性因子可分別通過(guò)刺激骨細(xì)胞表達(dá)RANKL和SOST，促進(jìn)骨吸收的增加和骨形成的減少。隨后Kim等[43]更深一步進(jìn)行了SOST的相關(guān)研究，他們?cè)O(shè)置了牙周炎大鼠組(P組)和糖尿病合并牙周炎大鼠組(DP組)，在第3天觀察到2組大鼠類骨質(zhì)形成受到抑制，同時(shí)骨細(xì)胞表達(dá)SOST和TNF-α增加，但在第20天DP組出現(xiàn)持續(xù)的類骨質(zhì)形成抑制，骨細(xì)胞表達(dá)SOST維持在較高的狀態(tài)，而P組類骨質(zhì)形成增加，SOST的表達(dá)呈下降趨勢(shì)。因此，炎性因子TNF-α和骨硬化蛋白的提高導(dǎo)致了骨形成減少，并且糖尿病通過(guò)加速TNF-α的產(chǎn)生加劇了牙槽骨的吸收。有的學(xué)者研究認(rèn)為，一些炎癥性疾病產(chǎn)生的TNF-α等促炎因子能通過(guò)上調(diào)RANKL的表達(dá)，從而誘導(dǎo)骨細(xì)胞SOST的表達(dá)，進(jìn)而加速骨吸收[44]。

Liu等[28]報(bào)道了實(shí)驗(yàn)性牙周炎大鼠和健康大鼠牙周組織和血漿中Dkk-1隨著時(shí)間延長(zhǎng)的變化，結(jié)果顯示與健康組相比，實(shí)驗(yàn)組Dkk-1的表達(dá)呈時(shí)間依賴性顯著升高。Goes等[45]將具有實(shí)驗(yàn)性牙周炎的骨細(xì)胞特異性Dkk-1敲除的小鼠作為實(shí)驗(yàn)組，Dkk-1保留的小鼠作為對(duì)照組，通過(guò)Micro-CT和組織學(xué)分析顯示：與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組小鼠牙槽骨體積、骨密度、骨小梁數(shù)量和厚度均高于對(duì)照組；此外在其上頜牙齦組織中炎性因子TNF-α和IL-1以及RANKL的表達(dá)減少，破骨細(xì)胞減少，成骨細(xì)胞分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子Runx2和骨鈣蛋白的表達(dá)增加。提示在Dkk-1特異性敲除實(shí)驗(yàn)組小鼠成骨細(xì)胞中，Wnt信號(hào)通路被激活，進(jìn)而調(diào)節(jié)成骨分化相關(guān)的靶基因的表達(dá)。

SOST和Dkk-1作為骨代謝相關(guān)疾病的治療靶點(diǎn)，能顯著促進(jìn)骨的再生與修復(fù)。Liu等[46]研究表明，建立去除大鼠卵巢雌激素缺乏模型和大鼠上頜磨牙拔除模型中，單獨(dú)注射骨硬化蛋白抗體(SAB)或與DKK1抗體(DAB)聯(lián)合注射，激活Wnt信號(hào)通路，均能減緩大鼠頜骨吸收的進(jìn)程。在炎癥條件下，Taut等[47]給實(shí)驗(yàn)性牙周炎大鼠注射了硬化蛋白中和單克隆抗體，6周后通過(guò)測(cè)量骨體積分?jǐn)?shù)、組織礦物質(zhì)密度及血清中的成骨相關(guān)標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)上頜骨的缺損得到了明顯改善。

5 Wnt信號(hào)通路在牙周組織再生中的作用

牙周炎未經(jīng)治療可導(dǎo)致牙周組織破壞和牙齒脫落?，F(xiàn)階段，實(shí)現(xiàn)牙周軟硬組織的重建與再生成為目前的治療目標(biāo)。近年來(lái)，牙周組織工程研究熱點(diǎn)在于促進(jìn)牙周膜細(xì)胞的分化再生水平[48]。牙周膜干細(xì)胞(periodontal ligament stem cells, PDLSCs)是科學(xué)家從牙周膜中分離提取得到的一種新型間充質(zhì)干細(xì)胞，以其強(qiáng)大的自我更新能力及多向分化能力得到了越來(lái)越多的學(xué)者的青睞[49]，在牙周組織再生修復(fù)領(lǐng)域中，學(xué)者們將PDLSCs視為是最具有應(yīng)用前景與發(fā)展?jié)摿Φ姆N子細(xì)胞。

經(jīng)典Wnt/β-catenin信號(hào)通路和非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路均能調(diào)控PDLSCs的自我更新及分化，進(jìn)而修復(fù)缺損牙周組織。Rahman等[50]報(bào)道，阿司匹林能使PDLSCs中Wnt經(jīng)典信號(hào)通路上調(diào)，調(diào)節(jié)PDLSCs生長(zhǎng)因子相關(guān)基因的表達(dá)，并提高其成骨的潛能。據(jù)毛杰等[51]報(bào)道，由雌激素(estrogen)和外源性的Wnt3a蛋白介導(dǎo)的PDLSCs成骨誘導(dǎo)組，Wnt/β-catenin信號(hào)通路被激活，相關(guān)成骨標(biāo)記物指標(biāo)(ALP、Runx2、OCN)的表達(dá)明顯高于單純成骨誘導(dǎo)組。Xing等[52]用來(lái)自大腸桿菌的低濃度脂多糖LPS(0.5 μg/ml)的刺激PDLSCs，不影響PDLSCs的增殖但能改變PDLSCs的細(xì)胞活性和細(xì)胞周期，顯著提高ALP的活性及相關(guān)成骨基因的表達(dá)，正向調(diào)控PDLSCs成骨分化。此外，該學(xué)者發(fā)現(xiàn)LPS通過(guò)增強(qiáng)具有PDZ結(jié)合基序的轉(zhuǎn)錄共激活因子(TAZ)活性，促進(jìn)PDLSCs成骨分化。TAZ作為Wnt信號(hào)通路的下游蛋白，它通過(guò)激活成骨細(xì)胞分化和抑制脂肪細(xì)胞分化從而調(diào)節(jié)間充質(zhì)干細(xì)胞的分化。Liu等[53]報(bào)道，在PDLSCs成骨誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，協(xié)同降低β-catenin的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)PDLSCs中Wnt/Ca2+信號(hào)通路的相關(guān)蛋白CaMKlI、Nemo樣激酶等表達(dá)水平與PDLSCs的成骨分化呈正相關(guān)。此外，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在新型生物材料的應(yīng)用領(lǐng)域，如微納米雜化結(jié)構(gòu)的羥基磷灰石生物陶瓷[54]和四面體DNA納米結(jié)構(gòu)[55]通過(guò)Wnt信號(hào)通路顯著促進(jìn)PDLSCs成骨分化，可作為牙周組織工程的新型移植材料。在藥物研究領(lǐng)域，我國(guó)的中草藥黃芩苷[56]、木犀草素[57]以及芍藥內(nèi)酯苷[58]等均能通過(guò)活化Wnt信號(hào)通路促進(jìn)PDLSCs成骨分化，以后可能應(yīng)用于臨床中，作為牙周炎的輔助治療藥物。

一些實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示W(wǎng)nt信號(hào)通路均能促進(jìn)牙周組織的再生與修復(fù)，但是部分實(shí)驗(yàn)表明，Wnt信號(hào)通路對(duì)于牙周組織再生具有相反的效果。崔曉霞等[59]研究發(fā)現(xiàn)，與正常的人PDLSCs相比，由高級(jí)糖基化終產(chǎn)物(AGEs)刺激的人PDLSCs，其骨形成特異性基因(ALP、Runx2、BSP)的表達(dá)以及礦化結(jié)節(jié)的產(chǎn)生均顯著降低。Hasegawa等[60]研究發(fā)現(xiàn)，在成骨誘導(dǎo)條件下，Wnt5a通過(guò)激活Ror2/JNK信號(hào)通路抑制人PDLSCs中骨形成相關(guān)因子(ALP、BSP和Osterix)的表達(dá)，減少茜素紅染色陽(yáng)性礦化結(jié)節(jié)的形成，提示W(wǎng)nt5a負(fù)向調(diào)控PDLSCs的成骨分化。Han等[61]用Li-MBG生物支架培養(yǎng)基培養(yǎng)人牙周膜干細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)Li離子通過(guò)激活人PDLSCs中的Wnt經(jīng)典信號(hào)通路及SHH信號(hào)通路，從而促進(jìn)人PDLSCs細(xì)胞增殖和成骨分化相關(guān)基因的表達(dá)，提示Li離子通過(guò)上調(diào)Wnt經(jīng)典信號(hào)通路正向調(diào)控PDLSCs的增殖及成骨分化。而廖海清等[62]報(bào)道，用不同濃度的LiCl刺激人牙周膜細(xì)胞后，發(fā)現(xiàn)ALP活性及細(xì)胞增殖均降低，且LiCl濃度越高，降低程度越明顯，表明用較高濃度的LiCI激活Wnt信號(hào)通路，下調(diào)人牙周膜細(xì)胞成骨分化及增殖。Liu等[63]研究顯示PDLSCs的成骨分化在炎癥環(huán)境下可被Wnt信號(hào)通路抑制,而作為Wnt信號(hào)通路的拮抗劑Dkk-1，可促進(jìn)來(lái)自炎癥環(huán)境中PDLSCs的增殖分化，并挽救受損PDLSCs的成骨潛能[64]。

目前由于Wnt信號(hào)通路對(duì)牙周組織再生的具體影響尚不確定，我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)Wnt信號(hào)通路的研究，進(jìn)一步探究其對(duì)牙周組織再生修復(fù)的具體機(jī)制，在臨床中謹(jǐn)慎應(yīng)用新型的生物材料及相關(guān)藥物。

6 總結(jié)與展望

綜上，作為生命體最重要信號(hào)通路之一的Wnt信號(hào)通路參與調(diào)控了牙周組織的發(fā)生發(fā)育，在牙周炎的發(fā)生發(fā)展、骨代謝和牙周組織再生領(lǐng)域中均發(fā)揮了重要作用；此外，Wnt信號(hào)通路并非孤立地發(fā)揮作用，經(jīng)典與非經(jīng)典通路之間、Wnt信號(hào)通路與其他信號(hào)通路之間都能產(chǎn)生相互作用，構(gòu)建出相對(duì)復(fù)雜、準(zhǔn)確度較高的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，確保機(jī)體生命活動(dòng)的正常運(yùn)行。