鄧 晴 秦 晗

南京醫(yī)科大學連云港臨床醫(yī)學院口腔科，江蘇連云港 222002

牙萌出是發(fā)育中的牙胚在牙冠形成后向咬合平面移動達功能位置的復雜過程，對牙列和頜面部正常發(fā)育至關(guān)重要。在牙萌出時牙胚冠破骨細胞分化參與牙萌出通道形成，同時牙槽窩底分化出成骨細胞產(chǎn)生新生骨質(zhì)作為推動牙萌出的動力，這一成骨細胞和破骨細胞作用協(xié)調(diào)構(gòu)建骨改建的動態(tài)平衡是確保牙正常萌出關(guān)鍵[1]。自噬是真核生物細胞內(nèi)高度保守的物質(zhì)降解過程，其通過降解胞質(zhì)內(nèi)細胞器、蛋白質(zhì)和大分子物質(zhì)隨后對分解代謝產(chǎn)物進行能量物質(zhì)再循環(huán)，維持細胞的生存和正常生命活動[2]。自噬與破骨細胞、成骨細胞和骨細胞介導的骨重建密切相關(guān)，可通過與調(diào)節(jié)骨改建信號通路相互作用參與骨改建[3-6]。Pieles等[7]研究發(fā)現(xiàn)，在牙萌出過程中自噬激活可促進成骨細胞分化，提示自噬參與了牙萌出骨改建過程，具體機制不明。本文將調(diào)節(jié)牙萌出骨改建的主要信號通路Notch 信號通路、Wnt 信號通路、轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）/骨形態(tài)發(fā)生蛋白信號通路、Hedgehog 信號通路、NF-κB 受體激活蛋白配體（receptor activator of NF-κB ligand，RANKL）/NF-κB 受體激活蛋白（receptor activator of NF-κB，RANK）/護骨因子（osteoprotegeri，OPG）信號通路與自噬的聯(lián)系作一綜述，以期為靶向自噬治療骨改建異常造成牙萌出障礙提供治療新方法和參考依據(jù)。

1 自噬通過Notch 信號通路參與骨改建

Notch 信號通路經(jīng)Notch1-4 受體和配體結(jié)合在骨改建中發(fā)揮多種功能，包括成骨細胞分化和礦化、破骨細胞募集和細胞融合及成骨細胞或破骨前體細胞增殖[8]。在牙萌出過程的成骨分化期間，Notch 信號被激活。Rao 等[9]通過體外動物實驗發(fā)現(xiàn)，在高糖高脂飲食喂養(yǎng)下構(gòu)建的2 型糖尿病小鼠模型中成骨細胞自噬下降，導致Notch 信號傳導下調(diào)抑制成骨，造成糖尿病骨質(zhì)疏松。該研究提示自噬與Notch 信號通路在成骨分化調(diào)節(jié)呈正相關(guān)，由此推測在牙萌出時自噬與Notch 信號協(xié)同促進成骨。Yoshida 等[10]敲除小鼠成骨細胞自噬負調(diào)節(jié)基因RUBCN/Rubicon 基因得到自噬特異性上調(diào)的成骨細胞標本，發(fā)現(xiàn)成骨細胞自噬上調(diào)可加速Notch 胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的降解，從而激活Notch信號通路傳導促進成骨細胞分化。此外，該研究進一步提出調(diào)節(jié)自噬改變Notch 信號傳導促進成骨分化的藥物可用于治療與年齡相關(guān)的骨質(zhì)疏松和骨折。在牙萌出過程中，通過靶向自噬促進Notch 胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域降解活化Notch 信號通路傳導而誘導成骨細胞分化，可作為因成骨分化異常造成動力不足的牙萌出障礙的治療方法。

2 自噬通過Wnt 信號通路參與骨改建

Wnt 信號通路對骨髓間充質(zhì)干細胞向成骨細胞系細胞的分化必不可少，且Wnt 信號通路可抑制破骨細胞分化[11]。在牙萌出時，Wnt 信號通路的激活可調(diào)節(jié)牙槽窩底成骨細胞分化形成新骨。包佳琦[12]以TNF-α 模擬炎癥微環(huán)境培養(yǎng)抑制成骨細胞自噬活性，通過對自噬及成骨各項檢測指標分析發(fā)現(xiàn)，成骨細胞自噬抑制可下調(diào)Wnt 信號通路傳導抑制成骨分化，使用自噬誘導劑后該抑制作用減弱。由此可得，自噬與Wnt 信號通路在牙萌出成骨分化調(diào)控呈正相關(guān)。當Wnt 信號下調(diào)可誘導破骨細胞前體細胞分化為破骨細胞，參與牙萌出通道形成。Chen 等[13]在體外使用脂多糖對前體成骨細胞進行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)脂多糖可激活前破骨細胞自噬活性，下調(diào)Wnt 信號通路，促進前破骨細胞分化為破骨細胞，提示自噬可負向調(diào)控Wnt 信號參與牙萌出破骨細胞分化。牙萌出需成骨細胞與破骨細胞作用協(xié)調(diào)，Wnt/β-catenin 信號過強或過弱均影響牙萌出[14-15]。自噬誘導劑可促進成骨分化用于牙槽骨丟失的治療，而自噬抑制劑適用于治療因破骨細胞能力增強而造成牙槽骨丟失的選擇，揭示調(diào)節(jié)自噬可成為潛在的用于成骨細胞與破骨細胞作用失衡造成牙萌出障礙的治療方法。

3 自噬通過TGF-β/骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）信號通路參與骨改建

TGF-β 信號通路超家族成員由成骨細胞和其他骨細胞產(chǎn)生，大量存在于骨基質(zhì)中；BMP 是細胞外多功能信號傳導細胞因子和TGF-β 超家族的成員，這些多效性生長因子可刺激骨細胞增殖、早期分化、成骨細胞譜系定型在促進骨形成和重塑中至關(guān)重要[16]。在牙萌出過程中，TGF-β 信號傳導對成骨分化非常重要。Zhang 等[17]研究表明，2 型糖尿病相關(guān)性骨質(zhì)疏松的病因為胰島素可上調(diào)TGF-β 信號通路抑制自噬和促進過早衰老阻礙骨髓間充質(zhì)干細胞成骨。而Wan等[18]則證明了激活自噬可以抑制TGF-β1 在成骨細胞中的過度表達所引起的骨關(guān)節(jié)炎發(fā)展，從而減輕骨關(guān)節(jié)炎的癥狀。以上研究結(jié)果提示，自噬與TGF-β 信號通路可在骨改建中相互調(diào)控。BMP 作為重要的骨形成促進蛋白，在牙萌出時可與TGF-β 信號傳導相互作用參與成骨分化調(diào)控。BMP9 是一種強效骨誘導性BMP，Zhao 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，BMP9 可有效上調(diào)多個自噬相關(guān)基因在骨髓間充質(zhì)干細胞中的表達，而使用自噬抑制劑氯喹時該現(xiàn)象則顯著抑制，說明BMP 信號通路可協(xié)調(diào)自噬促進成骨分化。王雅雯等[20]發(fā)現(xiàn)，低氧能激活成骨細胞自噬活性，上調(diào)TGF-β 和BMP2 表達，從而促進成骨細胞分化，利于種植體骨結(jié)合，提示自噬可正調(diào)控TGF-β/BMP 信號通路促進牙萌出時成骨分化。由此可見通過加強成骨細胞自噬，上調(diào)TGF-β/BMP 信號促進成骨分化，可用于治療因骨量生成不足而導致的牙萌出障礙。

4 自噬通過Hedgehog 信號通路參與骨改建

在Hedgehog 信號通路中，Hedgehog 蛋白作為配體蛋白啟動信號通路。Patched 蛋白是信號通路靶細胞細胞膜表面的直接受體，Smoothened 蛋白是信號通路靶細胞上的信號轉(zhuǎn)換器，負責胞內(nèi)信號；Gli 蛋白作為胞內(nèi)信號分子是轉(zhuǎn)錄效應器，負責啟動效應細胞內(nèi)靶基因的轉(zhuǎn)錄。Patched 蛋白通過抑制Smoothened 蛋白活性影響Gli 蛋白的轉(zhuǎn)錄，負調(diào)節(jié)Hedgehog 信號，而Smoothened 蛋白激活可誘導Gli 蛋白轉(zhuǎn)錄，促進Hedgehog 信號傳導[21]。在牙萌出過程中，Hedgehog 信號參與成骨細胞分化的調(diào)控影響骨改建，該信號傳導抑制牙囊干細胞成骨分化[22]。自噬和Hedgehog 信號通路是調(diào)節(jié)成骨分化的兩個重要因素，姚義興[23]研究發(fā)現(xiàn)自噬與Hedgehog 信號通路之間存在著相互調(diào)控作用，揭示了自噬與Hedgehog 信號通路可在牙萌出骨改建中相互調(diào)節(jié)。Hu 等[24]使用斑馬魚動物模型對自噬與Hedgehog 信號通路之間調(diào)控成骨分化的機制進行了探究，發(fā)現(xiàn)使用藥物抑制Hedgehog 信號通路可促進自噬活動，而敲除Hedgehog 負調(diào)節(jié)因子Patched 蛋白可激活Smoothened 蛋白，誘導Gli 蛋白轉(zhuǎn)錄，促進Hedgehog 信號傳導則抑制自噬，然而自噬的改變對Hedgehog 信號并無影響。該結(jié)果提示Hedgehog 信號可通過負調(diào)節(jié)自噬作用于牙萌出成骨分化，且Hedgehog 信號是成骨細胞自噬的上游調(diào)控信號。綜上所述，調(diào)節(jié)自噬不影響Hedgehog 信號通路介導的成骨分化，但使用藥物調(diào)節(jié)Hedgehog 信號通路活性反向調(diào)節(jié)成骨細胞自噬活性，從而調(diào)節(jié)牙萌出過程中成骨分化不失為因成骨異常導致牙萌出障礙可行的方法。

5 自噬通過RANKL/RANK/OPG 信號通路參與骨改建

RANKL/RANK/OPG 信號傳導軸通過調(diào)節(jié)成骨細胞和破骨細胞之間的相互作用影響骨重建，RANKL和OPG 之間的平衡決定了骨吸收率[25]。在牙萌出過程中，RANKL/RANK/OPG 信號通路是成骨細胞系細胞實現(xiàn)對破骨細胞分化調(diào)控的重要信號。當RANKL/OPG 比值下降，破骨細胞分化受抑制。Tong 等[26]研究表明，自噬可提高OPG 的表達，從而降低RANKL/OPG 比值，抑制破骨細胞的分化與骨吸收；當RANKL/OPG 比值升高，則可誘導破骨細胞分化。Li 等[27]發(fā)現(xiàn)，壓力作用下激活自噬，可通過提高RANKL/OPG 比值促進破骨細胞分化。因此，在牙萌出時自噬可通過RANKL/RANK/OPG 信號通路參與破骨分化的調(diào)控，確保牙萌出通道的形成。Qin 等[28]研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)成骨細胞自噬可影響RANKL/OPG 比值，造成RANKL/RANK/OPG信號通路傳導異常，打破牙萌出過程成骨細胞與破骨細胞功能的平衡，并推測這可能是導致牙萌出障礙的原因，該項研究提示通過調(diào)節(jié)自噬將RANKL/OPG 比值穩(wěn)定在適當水平利于牙萌出。使用自噬調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)RANKL/OPG 比值用于干預骨改建已有相關(guān)報道，Chen 等[29]研究表明，正畸力誘導下牙槽骨組織受壓側(cè)存在顯著的自噬，3-甲基腺嘌呤可通過上調(diào)RANKL/OPG 比值促進破骨細胞分化而使骨密度下降；而雷帕霉素則可下調(diào)RANKL/OPG 比值使骨密度下降。綜上，調(diào)節(jié)自噬確可用于破骨細胞分化抑制，牙萌出通道未能形成造成的牙萌出障礙的治療。

6 總結(jié)與展望

自噬在牙萌出過程中可通過調(diào)節(jié)成骨細胞、破骨細胞分化與功能，以及成骨細胞與破骨細胞作用的動態(tài)平衡，在牙萌出骨改建過程發(fā)揮重要作用。自噬異常導致牙萌出骨代謝的紊亂，往往造成牙萌出障礙。關(guān)于牙萌出障礙的臨床治療方法主要是牽引及正畸，但目前靶向自噬作為許多骨代謝異常疾病的新型藥物已被考慮用于臨床治療[30]。因此，調(diào)節(jié)自噬用于骨代謝異常導致牙萌出障礙，可作為一種潛在的治療方法。本文總結(jié)并推測自噬參與牙萌出骨改建的機制，為靶向自噬作為臨床治療牙萌出障礙提供理論依據(jù)。目前自噬在牙萌出骨改建機制中的研究還不夠全面和深入，期待未來有更多研究將自噬與牙萌出骨改建聯(lián)系起來，將自噬調(diào)節(jié)劑用于骨改建失衡所致的牙萌出異常治療中。

利益沖突聲明：本文所有作者均聲明不存在利益沖突。