近日，我校附屬口腔醫(yī)院王焱、程斌教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊Bioactive Materials (中科院一區(qū)，IF=8.724)發(fā)表題為“Bioadaptation of implants to in-vitro and in-vivo oxidative stress pathological conditions via nanotopography-induced FoxO1 signaling pathways to enhance osteoimmunal regeneration”的論文，發(fā)現(xiàn)納米形貌鈦表面在氧化應(yīng)激狀態(tài)下可通過(guò)直接和間接的骨免疫調(diào)節(jié)作用在一定程度上減輕病理狀態(tài)對(duì)骨再生過(guò)程的影響，同時(shí)進(jìn)一步揭示叉頭框蛋白轉(zhuǎn)錄因子1（FoxO1）介導(dǎo)的抗氧化功能是納米形貌鈦表面促進(jìn)氧化應(yīng)激狀態(tài)下免疫骨再生的重要機(jī)制，有望為鈦種植體表面改性提供新思路。

該研究由我校附屬口腔醫(yī)院王焱、程斌教授團(tuán)隊(duì)以及我校附屬第一醫(yī)院口腔頜面外科王安訓(xùn)教授合作完成，博士生黃靜燕和碩士生李若琪為共同第一作者。研究工作依托于附屬口腔醫(yī)院廣東省口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，并得到廣東省高水平醫(yī)院建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)資金資助。

隨著人口老齡化社會(huì)的到來(lái)，衰老及代謝相關(guān)性疾病包括骨質(zhì)疏松、糖尿病等疾病的發(fā)病率逐漸升高，而這些疾病也嚴(yán)重影響口腔種植治療的效果，成為口腔種植的相對(duì)禁忌癥。研究病理狀態(tài)下種植界面成骨過(guò)程的改變、通過(guò)植入材料的表面改性達(dá)到提高成骨作用是該領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。近十多年來(lái)研究顯示氧化應(yīng)激是這類(lèi)衰老及衰老相關(guān)性疾病的重要發(fā)病機(jī)制，但關(guān)于氧化應(yīng)激狀態(tài)對(duì)鈦種植體材料成骨能力的影響及相關(guān)機(jī)制研究卻少有報(bào)道。

王焱、程斌教授團(tuán)隊(duì)采用過(guò)氧化氫、脂多糖和高糖分別模擬體內(nèi)固有的、炎癥和糖尿病引發(fā)的氧化應(yīng)激狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)在以上各種氧化應(yīng)激模型中，相比目前臨床常用的噴砂酸蝕形成的微米形貌鈦種植體表面，納米管（TNT）形貌可使粘附于其表面的骨間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）具備更佳的抗氧化和成骨分化性能。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)FoxO1因子介導(dǎo)了該抗氧化性能：TNT表面一方面通過(guò)更佳的親水性促進(jìn)MSC粘附，并進(jìn)一步促使MSC胞內(nèi)FoxO1表達(dá)，從而降低胞內(nèi)活性氧水平、細(xì)胞凋亡比例，并促進(jìn)成骨蛋白的表達(dá)；另一方面，TNT形貌可促使巨噬細(xì)胞（Mφ）在氧化應(yīng)激狀態(tài)下更多地向抑炎型極化，分泌更多的抑炎因子，影響局部免疫微環(huán)境，從而促進(jìn)免疫成骨（圖1）。

圖1 FoxO1介導(dǎo)納米形貌種植體促進(jìn)氧化應(yīng)激狀態(tài)下免疫骨再生的機(jī)制圖

在糖尿病大鼠這一氧化應(yīng)激動(dòng)物模型中，納米管形貌種植體周?chē)墙M織也表現(xiàn)出一定的抗氧化和抗炎作用，且種植體-骨接觸率較噴砂酸蝕種植體更高，骨整合效果更好，提示了TNT形貌種植體在糖尿病等病理?xiàng)l件的應(yīng)用潛能。上述體內(nèi)外研究為探索氧化應(yīng)激狀態(tài)下納米形貌鈦表面的骨免疫再生機(jī)制及今后的臨床運(yùn)用提供了有力的實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X21000839