作者：苏芊芊，
牙髓是牙体组织中唯一的软组织，被牙本质包绕，通过狭窄的根尖孔与根尖周组织相连。牙髓的生物学特点决定了牙髓损伤后自我再生修复能力十分有限。目前临床常用的再生性牙髓治疗技术如牙髓血运重建术等虽能取得一定的效果，但根管内形成的组织以骨样、牙骨质样和牙周韧带样组织为特征，不是牙髓-牙本质样结构，并非真正意义的牙髓再生。
寻求牙髓的修复再生，恢复牙髓的生物学功能，是目前牙髓根尖周病研究的热点。在牙髓组织内，炎症反应和修复再生过程错综复杂地联系在一起。在炎症早期阶段，牙髓中的炎症反应可刺激成牙本质细胞形成第三期牙本质并刺激牙髓间充质干细胞分化，促进修复过程。然而，如果炎症持续存在，将会导致细胞死亡并阻碍干细胞分化过程。
控制炎症过程是修复再生的首要条件。炎症控制后，牙髓间充质干细胞可被募集到受损部位，进行受损坏死组织的修复再生。因此，炎症控制和干细胞的功能调控是牙髓修复再生的关键步骤。表观遗传修饰是指对核酸以及相关蛋白进行的一系列不改变DNA 序列的化学修饰，主要包括DNA 甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA 等。
目前已发现多种疾病与表观遗传学控制的相关基因表达模式改变有关。表观遗传工具可应用于多种疾病的临床治疗，是一种适宜且有效的新方法。近年来，表观遗传对控制人牙髓干细胞(human dentalpulp stem cells， hDPSCs)及间充质干细胞(mesenchymalstem cells， MSC)自身更新和分化的治疗潜力引起了人们的关注，多种表观遗传修饰间相互联系，组成调控网络共同作用于牙髓炎症再生过程。本文综述了表观遗传修饰及其调控网络在牙髓炎症及牙髓干细胞功能调控中的作用，为牙髓炎症的控制和牙体组织再生提供了方向。
1. 表观遗传修饰
各种表观遗传修饰参与基因表达和细胞生命活动的调节。DNA 甲基化通过干扰转录因子与DNA的结合或通过染色质结构重塑使基因沉默。组蛋白甲基化对基因表达的作用取决于甲基化位点。如H3K9、H3K27位点甲基化通常与基因表达抑制有关，而H3K4、H3K36甲基化可以诱导基因表达。
组蛋白乙酰化通过染色质重塑使染色质松弛，基因的启动子或增强子区域暴露，转录激活，促进基因表达。包括长链非编码RNA(long non coding RNA，lncRNA)、微小RNA(miRNA，miR)和环状RNA(circRNA)等在内的非编码RNA 也可在基因的表达和细胞生命活动过程中发挥作用。
2. 表观遗传与牙髓炎症调控
牙髓炎症过程中存在多种表观遗传相关改变，这些改变可通过调节炎症相关细胞因子的表达、调控炎症相关信号通路等方式参与炎症调控过程。
2.1 DNA 甲基化与牙髓炎症调控
DNA 甲基化在牙髓炎症中发挥重要作用。炎症刺激下，DNA 甲基转移酶(DNA methyltransferase，DNMT)表达降低，下调促炎细胞因子表达及启动子甲基化水平，增加促炎细胞因子转录。有研究发现，脂多糖(lipopolysaccharides，LPS)刺激降低DNMT 表达，导致白细胞介素(interleukin， IL)-6启动子甲基化水平降低，使IL-6和IL-8转录增加。
DNA 甲基化的效应也可能通过炎症相关信号通路实现。抑制DNMT 可降低hDPSCs中肿瘤坏死因子受体相关因子6启动子甲基化水平，进而激活核因子-κB(nuclear factor-kappaB，NF-κB)和丝裂原活化蛋白激酶信号通路，显著增强促炎细胞因子的表达。上述研究表明DNMT 可以通过上调DNA 甲基化水平发挥抑炎效应。因此，牙髓炎症状态下促进DNMT的表达或活性是调控牙髓炎症的潜在方式。
2.2 组蛋白甲基化与牙髓炎症调控
组蛋白甲基化可以通过调控促炎细胞因子的表达参与炎症调控过程。启动子区域H3K27甲基化可以抑制基因表达。zeste同源物2(EZH2)具有组蛋白甲基转移酶活性，可催化H3K27三甲基化，沉默促炎细胞因子基因表达。hDPSCs中，下调EZH2与促炎细胞因子启动子结合将降低启动子H3K27甲基化水平，上调炎症刺激下hDPSCs中的 IL-1b、IL-6和IL-8表达。
组蛋白甲基化还可以通过调节炎症信号通路在牙髓炎症中发挥作用。组蛋白
2.3 组蛋白乙酰化与牙髓炎症调控
组蛋白乙酰化可以通过调控促炎细胞因子的表达发挥促炎或抗炎作用。启动子区域组蛋白乙酰化可以激活转录过程，上调促炎细胞因子表达。组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferase，HAT)使促炎细胞因子如IL-1、IL-2、IL-8和IL-12的启动子乙酰化，激活细胞因子转录，上调促炎细胞因子表达。
HAT抑制剂MG-149则下调促炎细胞因子水平，具有抗炎作用。抑制组蛋白去乙酰化同样可以导致促炎细胞因子表达上调。组蛋白去乙酰化酶(histonedeacetylase，HDAC)抑制剂TSA 和VPA 可显著上调促炎细胞因子水平，维持促炎环境。牙髓炎症状态下可以通过促进HDAC 或抑制HAT 调控牙髓炎症。
2.4 非编码RNA 与牙髓炎症调控
多种非编码RNA在牙髓炎症中表达改变，并通过调节炎症细胞因子的表达等方式发挥炎症调节作用。已有研究表明，lncRNA可以通过降低促炎细胞因子表达发挥抑炎作用。LncRNA MEG3在炎性牙髓和炎症刺激的人牙髓细胞(human dental pulp cells，hDPCs)中均显著表达上调。敲低MEG3抑制炎症刺激下hDPCs中肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、IL-1β和IL-6的分泌，具有抑炎作用。
在牙髓炎症中也发现多种miRNA 的表达上调，提示miRNA 在牙髓炎症调控中发挥重要作用。部分miRNA 的表达可以抑制促炎细胞因子的表达，但也有一些miRNA发挥促炎作用。LPS刺激的hDPCs中miR-146a-5p 表达增加，抑制IL-6 和IL-8的表达。相反，miR-223、miR-506等多种miRNA具有上调促炎细胞因子表达的作用。
3. 表观遗传与牙髓干细胞功能调控
表观遗传调控具有促进牙髓干细胞增殖分化的治疗潜力，可通过调控分化相关因子的表达、参与分化相关通路等方式促进再生修复过程。
3.1 DNA 甲基化与牙髓干细胞功能调控
DNA甲基化与hDPSCs的增殖能力及分化倾向相关，可以调节hDPSCs的生命活动和功能，促进牙体硬组织再生。通过分析hDPSCs的DNA 甲基化模式发现，成骨相关基因DNA 甲基化水平存在差异，差异DNA 甲基化谱可能与hDPSCs 的成骨潜力有关。
在hDPSCs的牙源性分化过程中，存在多个差异甲基化基因，涉及钙信号通路等多种信号通路，提示甲基化可能通过调节这些通路在hDPSCs的牙源性分化中发挥作用。抑制DNMT 可以降低分化相关因子启动子DNA 甲基化水平，上调分化相关因子的表达，促进hDPSCs分化。用DNMT 抑制剂处理后，hDPSCs中牙本质涎磷蛋白(dentin sialophosphoprotein，DSPP)、牙本质基质蛋白(dentin matrix protein，DMP)-1、Runt 相关转录因子2(Runt-related transcription factor 2， RUNX2)和碱性磷酸酶(alkaline posphatase，ALP)的表达上调，钙化结节形成加快。
hDPSCs牙源性分化诱导过程中，10-11易位(ten-eleven translocation，TET)家族蛋白1使DSPP和DMP-1基因启动子去甲基化，上调其表达，增强hDPSCs牙源性分化。敲低TET1降低DSPP和DMP-1的表达，细胞矿化结节形成减少。通过抑制DNMT活性，促进分化相关因子表达可能成为促进hDPSCs分化的新方法。
3.2 组蛋白甲基化与牙髓干细胞功能调控
组蛋白甲基化被证实广泛参与干细胞的干性维持和分化，可以通过调节hDPSCs分化相关基因表达发挥作用。组蛋白H3K4位点甲基化可以促进基因表达。组蛋白赖氨酸去甲基化酶KDM5A 通过降低DMP-1、DSPP、成骨相关转录因子(osterix，OSX)和骨钙素(osteocalcin，OCN)基因H3K4组蛋白甲基化，抑制其表达，降低hDPSCs的牙源性分化潜力。敲低KDM5A 后，DMP-1、DSPP、OSX 和OCN 基因H3K4组蛋白甲基化水平上调，表达增加。
组蛋白甲基化还可通过激活分化相关信号通路调控牙髓干细胞矿化功能。组蛋白H3K27甲基化可以抑制基因表达，EZH2 可通过促进组蛋白H3K27 甲基化沉默靶基因。EZH2 可以抑制hDPSCs的成骨分化，抑制EZH2可降低β-连环蛋白(β-catenin)基因启动子H3K27甲基化，上调β-catenin的表达，激活矿化相关Wnt经典信号通路，促进hDPSCs的矿化。
上述研究表明，调节组蛋白不同位点甲基化，进而上调分化相关基因的表达或激活相关信号通路，是促进细胞分化的潜在方法。
3.3 组蛋白乙酰化与牙髓干细胞功能调控
组蛋白乙酰化已经被证明可以调节hDPSCs群体的自我更新和分化潜能，对于再生牙髓治疗至关重要，其功能调控作用可以通过调节相关蛋白表达实现。组蛋白乙酰化可以激活基因表达，HDAC抑制剂可以通过抑制组蛋白去乙酰化过程，上调分化相关基因组蛋白乙酰化水平，增加基因表达。HDAC抑制剂VPA可增加组蛋白乙酰化水平，上调成骨诱导的hDPSCs中DMP-1 的表达。
HDAC2 和HDAC3的选择性抑制剂MI192可以增加hDPSCs组蛋白乙酰化水平，促进ALP、骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein 2，BMP-2)和OCN表达。组蛋白乙酰化还可参与调节hDPSCs的生命活动，促进再生过程。光生物调节疗法可促进体内外细胞生长、代谢、再生，是组织再生的有效辅助疗法，可通过上调组蛋白乙酰化水平提高hDPSCs的活力和迁移能力。促进组蛋白乙酰化，上调矿化相关基因表达，是调控牙髓干细胞再生功能的新方法。
3.4 非编码RNA 与牙髓干细胞功能调控
多种非编码RNA 通过影响相关通路参与牙髓干细胞分化调控。LncRNA 可通过激活矿化相关信号通路促进hDPSCs牙源性分化。敲低lncRNA MEG3表达可通过上调β-catenin的表达，激活矿化相关Wnt经典信号通路，促进hDPSCs牙源性分化。多种miRNA 被证明可促进细胞分化和再生修复。miR-20a-5p 通过激活成骨相关通路促进hDPSCs的成骨分化。也有部分miRNA 具有抑制矿化的作用。miR-335-3p和miR-155-5p可抑制乳牙中hDPSCs的成牙分化。miR-224-5p下调促进hDPSCs的迁移和增殖。
4. 牙髓炎症再生过程中的表观遗传调控网络
DNA 甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA 之间存在多种直接和间接的联系，组成调节网络共同参与牙髓炎症调节和包括hDPSCs在内的间充质干细胞分化过程。
4.1 DNA 甲基化与非编码RNA 的共同作用
DNA 甲基化可通过改变非编码RNA 的表达调节炎症反应和干细胞功能。DNMT 抑制剂处理可以显著上调LPS刺激下hDPCs中miR-146a-5p的表达，进而抑制IL-6和IL-8的表达。DNMT1抑制剂可降低lncRNA MEG3启动子甲基化，上调其表达，进而促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。
多种非编码RNA 可以通过与DNA 甲基化相互作用调节间充质干细胞功能。LncRNA H19在牙源性分化的hDPSCs中表达上调，通过抑制DNA甲基转移酶活性，降低DSPP、DMP-1和同源转录因子(distal-less homeobox ， DLX)3等基因甲基化水平，上调其表达，促进细胞牙源性分化。lncRNAH19还可通过上调分化抑制相关蛋白启动子甲基化抑制其表达，促进hDPSCs 牙源性分化。
lncRNA HOTAIRM1 可通过抑制DNMT1 的富集，降低同源异形盒A2基因启动子甲基化水平，上调其表达，促进人牙囊干细胞(human dental follicle stem cells，hDFSCs)成骨。LncRNAAK137033沉默通过降低成骨相关信号分子启动子区域的DNA 甲基化水平抑制Wnt信号通路，进而抑制脂肪来源干细胞的成骨潜力。miR-675通过抑制DNA 甲基转移酶活性，降低成DSPP、DMP-1、ALP和DLX)5等基因甲基化水平，促进基因表达，进而促进hDPSCs的牙源性分化。
4.2 组蛋白修饰与非编码RNA 的共同作用
一些非编码RNA 可以通过调节组蛋白甲基化水平调节间充质干细胞功能。lncRNA H1可将EZH2招募到大肿瘤抑制因子1(large tumor suppressor 1，LATS1)启动子区域，上调其启动子H3K27甲基化水平，抑制LATS1的表达，促进hDPSCs牙源性分化。成骨分化抑制lncRNA 1(osteogenic differentiation inhibitory lncRNA 1， ODIR1)敲低可通过上调OSX 组蛋白H3K4甲基化增加其表达，促进人脐带间充质干细胞成骨分化。
lncRNASNHG1可通过与EZH2相互作用介导Krüppel样因子2组蛋白H3K27甲基化，下调其表达，抑制牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cells，PDLSCs)的成骨分化。miR-153-3p通过抑制组蛋白去甲基化酶活性，上调ALP、RUNX2和OPN组蛋白H3K27甲基化水平，下调ALP、RUNX2和OPN 转录，PDLSCs的成骨分化减弱。
部分非编码RNA 可调节组蛋白乙酰化水平促进间充质干细胞分化。miR-383-5p过表达可通过抑制HDAC9表达，上调RUNX2、OCN 等成骨相关因子组蛋白乙酰化水平，上调其表达，进而促进hPDLSCs的成骨分化。
4.3 DNA 甲基化与组蛋白修饰的共同作用
部分DNA 甲基化相关酶可与组蛋白修饰酶相互作用。TET1可将组蛋白赖氨酸甲基转移酶EZH2募集到成骨基因中，上调RUNX2、BMP-2 基因组蛋白H3K27甲基化水平，抑制其表达，进而抑制骨髓间充质干细胞(bone marrow derived mesenchymal stem cells，BMSCs)成骨分化。
4.4 非编码RNA 间的相互作用
不同类型的非编码RNA 之间存在相互作用，共同调节牙髓损伤修复，lncRNA、miRNA、circRNA 在hDPSCs在牙源性和成骨分化中均存在差异性表达，多种非编码RNA可能存在相互作用网络，共同参与牙髓炎症调控和干细胞牙源性分化。circRNA 可以通过调节miRNA 的表达发挥抑炎作用。circFKBP5靶向抑制miR-708-5p表达，抑制LPS刺激下hDPSCs的凋亡和炎症，促进细胞增殖。
lncRNA 可与miRNA 结合发挥细胞功能调控作用。miR-140-5p抑制DSPP、DMP-1和DLX3表达，lncRNA MALAT1可通过与miR-140-5p结合抑制其作用，促进hDPSCs 的牙源性分化。lncRNA LEF1-AS1 与miR-24-3p 结合上调RUNX2、OSX 和ALP表达，促进hDPSCs成骨分化。lncRNA G043225 与miR-588 结合可上调原纤蛋白1表达，促进hDPSCs的牙源性分化。
circRNA 可通过与miRNA 结合或抑制其活性发挥调控作用。circRNA FOXP1通过抑制miR-17-3p和miR-127-5p 活性促进MSCs 成骨分化。circRNA SIPA1L1 通过与miR-617 结合促进hDPSCs成骨，还可通过与miR-204-5p结合上调ALP表达，促进根尖乳头干细胞(stem cells fromapical papilla，SCAPs)的成骨分化。
5. 总结与展望
牙髓再生是未来牙髓治疗的新方向，当前的许多研究为牙髓再生的临床应用提供了强大的理论支撑。表观遗传调控包括DNA 甲基化、组蛋白甲基化、组蛋白乙酰化、非编码RNA 等在牙髓损伤再生的研究中也有较大的突破，这些发现有助于了解牙髓修复的机制，确定牙髓炎症发展中的治疗靶点并开发临床治疗方法。然而，由于表观遗传修饰调控机制非常复杂，牙髓炎不同病理类型及再生过程中涉及的具体表观遗传机制尚未完全明确。
未来可以深入探究不同表观遗传修饰对不同病理类型牙髓炎症及hDPSCs分化的调控机制，并探究各种表观遗传修饰的网络协同关系，寻找合适的调控策略，实现牙髓软硬组织一体化再生。hDPSCs具有多向分化潜能，可以向成血管细胞、神经细胞等多方向分化。
表观遗传修饰在hDPSCs分化中起着重要作用。为实现牙髓的软硬组织一体化再生，应充分研究表观遗传修饰在hDPSCs免疫调节、成牙本质向分化、血管和神经再生方面的作用。表观遗传调控网络在牙髓修复再生的研究领域具有巨大的潜力，未来的研究将进一步揭示其在该过程中的作用机制，并为开发新的治疗策略提供理论基础和技术支持。
来源：苏芊芊，胡涛.表观遗传修饰调控牙髓炎症和再生的研究进展[J].口腔医学研究，2025，41(04):269-275.DOI:10.13701/j.cnki.kqyxyj.2025.04.001.
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