浩志超、马媛媛与顾志鹏研究员团队：实现牙周炎症微环境中免疫调节、血管新生与成骨分化的协同再生

近日，中山大学附属口腔医院·光华口腔医学院浩志超副主任医师、马媛媛副主任医师团队联合高分子科学与工程学院顾志鹏研究员团队，在《Journal of Nanobiotechnology》国际权威期刊上发表题为“Protocatechualdehyde-functionalized BMSC-derived exosomes orchestrate calcium signaling in the immunoinflammatory microenvironment to promote periodontal regeneration”的原创性研究成果。该研究针对牙周组织再生与重建的难题，创新性地构建了原儿茶醛功能化骨髓间充质干细胞来源外泌体（PA@BMSC Exo）纳米平台，通过调控钙信号通路，实现了牙周炎症微环境中的免疫调节、血管新生与成骨分化的协同再生。

牙周炎的治疗难点在于如何在慢性炎症微环境中实现牙槽骨、牙周膜等组织的功能性再生。现有研究表明成功的牙周治疗依赖于钙信号通路的调控。骨髓间充质干细胞来源的外泌体（BMSC Exo）在促进钙内流、增强成骨分化、调节炎症微环境以及促进血管新生方面具有巨大潜力，但其治疗效果受限于稳定性不足。受多酚化合物表面修饰策略启发，团队利用原儿茶醛（Protocatechualdehyde, PA）通过共价与非共价相互作用对BMSC外泌体进行温和修饰，成功构建了PA@BMSC Exo纳米平台。该修饰不仅显著增强了外泌体在高温、紫外照射和酸性环境等外界应激条件下的稳定性，还赋予其优异的抗氧化和抗菌活性（图1）。

图1. PA@BMSC Exo纳米平台的构建及表征

此外，PA@BMSC Exo纳米平台展现了多重协同治疗功能：体外细胞学实验中PA@BMSC Exo可显著促进人牙周膜干细胞（hPDLSCs）的成骨分化，并有效诱导巨噬细胞从促炎的M1表型向修复型M2表型极化，同时增强人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的迁移与成管能力。而在大鼠牙周炎模型中，局部注射PA@BMSC Exo后可显著减少牙槽骨吸收、降低炎性细胞浸润，并促进牙周组织再生。研究团队进一步围绕纳米平台的作用机制开展研究，发现PA@BMSC Exo可特异性上调电压门控钙通道Cav3.3（由CACNA1I基因编码）的表达，该通道介导的钙内流是PA@BMSC Exo驱动成骨分化、免疫调控和血管新生的关键分子开关。这一发现首次揭示了多酚修饰外泌体通过Cav3.3-钙信号轴实现牙周微环境多靶点协同再生的全新机制（图2）。

图2. PA@BMSC Exo纳米平台用于牙周炎治疗的示意图

该研究不仅为牙周炎的临床治疗提供了一种“简便温和”的细胞外囊泡工程化策略，也为基于钙信号调控的组织再生医学开辟了新思路。团队表示，后续将进一步推进该技术的临床转化研究，探索PA@BMSC Exo在牙周炎临床治疗的应用潜力。

中山大学附属口腔医院·光华口腔医学院为第一完成单位，浩志超副主任医师为最后通讯作者，四川大学高分子科学与工程学院顾志鹏研究员、中山大学附属口腔医院·光华口腔医学院马媛媛副主任医师为共同通讯作者，范乐主治医师、四川大学高分子科学与工程学院博士研究生王天佑、中山大学附属口腔医院·光华口腔医学院硕士研究生马美瑞为共同第一作者。本研究得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、四川省自然科学基金、广州市科技计划项目等多个项目的资助。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1186/s12951-026-04250-3