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Frontiers in Immunology | 揭示Stat3介导的Th17细胞在牙周炎相关认知障碍中的作用

Frontiers in Immunology | 揭示Stat3介导的Th17细胞在牙周炎相关认知障碍中的作用
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该研究揭示了Th17细胞及其相关细胞因子在牙周炎诱导认知障碍中的关键作用,并探讨Stat3信号通路在该过程中的调控机制。研究采用Th17细胞特异性Stat3敲除小鼠,结合体外共培养模型,系统评估Th17细胞与小胶质细胞的相互作用,为牙周炎与神经炎症的关联提供了新的分子机制视角。

 

文献概述
本文《Stat3-mediated Th17 pathogenicity induced by periodontitis contributes to cognitive impairment by promoting microglial M1 polarization》,发表于Frontiers in Immunology杂志,回顾并总结了牙周炎与认知障碍之间的潜在免疫学机制,重点探讨了Th17细胞及其相关细胞因子在该过程中的作用,同时通过基因编辑小鼠模型评估Stat3信号通路在Th17细胞致病性中的影响。

背景知识
牙周炎是一种慢性炎症性疾病,已有多项研究报道其与系统性健康问题的关联,其中包括神经炎症和认知功能障碍。T辅助细胞17(Th17)是CD4+T细胞的一个亚型,已知在自身免疫和炎症反应中发挥关键作用,而信号转导和转录激活因子3(Stat3)是Th17细胞分化与功能的核心调控因子。研究显示Th17细胞能够迁移到中枢神经系统(CNS),并通过分泌促炎细胞因子(如IL-17A)激活小胶质细胞,促进神经炎症反应。小胶质细胞是大脑的主要免疫细胞,其M1极化状态与神经炎症、认知功能下降密切相关。当前研究领域中,如何阻断Th17细胞介导的神经炎症信号传导,特别是通过Stat3通路,仍是一个尚未完全解决的问题。本文通过建立Th17细胞特异性Stat3敲除小鼠模型,结合体外共培养系统,深入分析Th17细胞在牙周炎诱导认知障碍中的作用机制,为靶向免疫调控治疗提供了新的研究方向。

 

基因敲除小鼠:适用于研究基因的全身功能及特定组织功能,避免胚胎致死,支持疾病机制研究和药物筛选。

 

研究方法与实验
研究团队首先比较了认知正常(CN)与认知障碍(CI)人群的牙龈沟液(GCF)中Th17相关细胞因子的表达水平。随后,利用Stat3fl/fl; Il17a-CreERT2小鼠(条件性Stat3敲除)和Stat3fl/fl对照小鼠,建立牙龈下注射Porphyromonas gingivalis LPS的牙周炎模型。通过Micro-CT、甲苯胺蓝染色、行为学测试(开放场测试、Morris水迷宫、被动回避测试)评估牙槽骨吸收和认知功能变化。进一步,通过RT-qPCR、ELISA、流式细胞术和免疫组化检测小鼠脑组织中Th17/Treg比例、小胶质细胞M1极化标志物及MAPK/ERK信号通路的激活状态。体外实验中,将来自Stat3敲除小鼠的CD4+T细胞与BV2小胶质细胞共培养,评估其对小胶质细胞极化及炎症反应的影响。

关键结论与观点

  • 临床数据表明认知障碍人群GCF中Th17细胞因子(如IL-17A、IL-21、IL-23)水平显著升高,而抗炎细胞因子(如IL-10、IL-4、TGF-β)下降,且这些变化与临床附着丧失(CAL)及认知评估(MoCA)评分呈显著相关。
  • 在小鼠模型中,注射P. gingivalis LPS可诱导显著牙槽骨吸收和认知功能障碍,而在Stat3敲除小鼠中,这些病理变化被显著缓解,同时Th17细胞因子表达和小胶质细胞M1极化水平下降。
  • Th17细胞与BV2共培养实验表明,Stat3缺失可抑制M1极化和MAPK/ERK信号激活,而加入ERK抑制剂可进一步减弱该炎症表型。
  • 研究证实Stat3是Th17细胞致病性的重要调控因子,其缺失可改善牙周炎诱导的神经炎症和认知损伤。

研究意义与展望
该研究为牙周炎与认知障碍之间的免疫学联系提供了实验证据,揭示了Th17细胞通过Stat3介导的信号通路促进小胶质细胞M1极化的机制。未来研究可进一步评估如何靶向Stat3或其下游通路,以阻断Th17细胞迁移或功能,从而干预神经炎症和认知功能障碍。此外,该机制是否适用于其他神经退行性疾病(如帕金森病、多发性硬化)仍需深入探讨。

 

神经疾病大小鼠模型:提供阿尔茨海默症、帕金森病等多种神经退行性疾病模型,涵盖基因敲除、点突变、转基因等多种靶向方式,支持药效评估和基因治疗研究。

 

结语
本研究系统性地揭示了牙周炎通过Stat3-Th17-小胶质细胞轴诱发神经炎症和认知损伤的分子机制,为口腔-大脑免疫轴提供了新的理论基础。研究结果提示Stat3可能作为干预认知障碍的重要靶点,同时为相关免疫调控药物的开发提供了实验支持。未来研究可进一步评估该通路在不同疾病模型中的保守性,并探索靶向Stat3的免疫治疗策略在临床前模型中的可行性。

 

文献来源:
Yining Zhou, Xinyi Xie, Huiwen Chen, Wei Zhou, and Zhongchen Song. Stat3-mediated Th17 pathogenicity induced by periodontitis contributes to cognitive impairment by promoting microglial M1 polarization. Frontiers in Immunology.