作者：王晓，吴雅洁，苏志飞，李继遥，四川大学华西口腔医院舒适治疗中心
稳态医学的概念于2022 年被提出，其聚焦于疾病根源，探索分子、细胞、器官、系统等多层次的稳态平衡及调控策略。在生理条件下，牙龈上皮受丰富的菌群和食物持续刺激，与牙周局部的龈上下菌群、软组织细胞外基质以及骨偶联系统共同构成一个复杂的调控网络，共同维持着牙周稳态。作为牙周支持组织的重要组成部分，牙龈上皮细胞不仅参与构成口腔与外界环境之间的屏障，还在修复牙周组织损伤和调节局部免疫反应中发挥关键作用。
近年来，研究表明牙龈上皮细胞通过细胞增殖迁移、上皮间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）以及细胞凋亡等多种机制参与牙周炎的发生与发展，同时，在面临病原微生物和损伤刺激时，牙龈上皮细胞通过固有免疫反应进行防御，牙龈上皮与口腔微生物及免疫细胞的相互作用，对维持牙周稳态均具有重要意义。本文概述了牙龈上皮细胞在牙周稳态维持中的重要作用及机制的研究进展，以期为牙周稳态医学研究提供更多新的研究思路。
1. 牙龈上皮细胞在牙周炎症环境中面对的挑战
1.1 生理机械性刺激导致牙龈上皮机会性感染
咀嚼或刷牙过程中产生的牙龈摩擦可导致生理机械性损伤，进而破坏上皮间紧密连接，最终由于机械应力的作用导致上皮结构的破裂。并且，食物团块与牙刷对口腔牙龈施加的间歇性压力，将龈沟或牙周袋内的内容物，包括龈沟液及其中细菌，压向牙周袋上皮，活细菌在短时间内大量穿透破裂的紧密连接或小伤口，深入上皮下组织，甚至达到小静脉，之后转移到血液循环中，从而引发一过性菌血症。牙龈起源的短暂性菌血症是牙龈发炎的特征。
1.2 口腔病原体及毒力因子入侵导致牙龈上皮屏障功能障碍
局部环境因素的改变可以导致牙龈上皮屏障功能障碍。口腔病原体及其毒力因子，如脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）是导致局部牙龈上皮破坏的重要威胁。作为
2. 牙龈上皮细胞应对牙周炎环境发生的反应
2.1 牙龈上皮细胞在牙周炎环境中的增殖和迁移
牙周袋是龈沟的病理性加深，是牙周炎最重要的病理改变之一。牙周袋形成后，机体为了修复局部组织破坏产生的缺损，会发生再上皮化过程，牙龈上皮细胞的增殖和迁移是保护牙周组织抵御各种感染的必要条件。牙龈上皮的增殖和迁移被证明和多种炎症因子相关。Stanton等采用将牙龈上皮组织暴露于LPS 的方式来形成牙周炎模型，发现组织样本中上皮细胞的增殖相关分子Ki67 表达上调，这表明它们参与了细胞的再上皮化过程。
Watanabe等将人牙龈上皮细胞在不同浓度的富血小板生长因子（Plasma rich in growth factor， PRGF）中处理48 h 后发现，PRGF 可以诱导牙龈上皮细胞白细胞介素-1（interleukin-1β，IL-1β）合成以促进其增殖和迁移，在进一步发生的组织伤口修复及再上皮化过程中起着重要的作用。Gürsoy 等将人牙龈上皮细胞在不同浓度的人中性粒细胞防御素-1（human neutrophil defensin-1，HNP-1）培养20 h后发现，低浓度的HNP-1可以诱导牙龈上皮细胞的增殖和迁移，促进创口处组织愈合。
2.2 牙龈上皮的EMT及其在组织修复中的作用
2.2.1 牙周炎中牙龈上皮可以发生EMT
EMT 是上皮细胞在完全或部分丧失其原始表型后获得间充质表型的过程。根据生物学背景的不同，EMT分为3 型：1 型 EMT 发生在胚胎期，被认为是原肠胚形成和器官发育的不可或缺的机制。在成年期，2型和3型EMT分别被归类为导致器官纤维化和癌症转移的病理过程，牙周炎被认为属于2 型EMT。研究表明，EMT和牙周炎有共同的危险因素和驱动因素，包括革兰氏阴性菌、炎症细胞因子、吸烟、氧化应激和
Kluknavská 等对牙周病患者及牙周健康患者唾液样本进行检测，发现牙周炎患者样本中纤连蛋白、基质金属蛋白酶2（matrix metalloproteinase-2， MMP-2）和基质金属蛋白酶9（matrix metalloproteinase-9， MMP-9）等表达增加；Wadie 等进行了一项包含36 名参与者的牙龈样本的病例对照研究，发现牙周炎的严重程度与转录生长因子β-1（transforming growth factor-beta 1， TGF- β1）和波形蛋白等EMT 标志物的表达成正相关。Bostanci等将10 种体外生物膜侵入人牙龈上皮，结果表明，牙周炎患者的牙周袋中肉芽组织数量显著增加，且这一组织纤维化过程与上皮完整性的丧失与2型EMT的特征一致。
2.2.2 牙龈上皮细胞中的EMT 过程可促进伤口组织修复
2 型EMT 对瘢痕组织形成和组织修复至关重要。在发生EMT 的牙龈上皮细胞中，上皮细胞相关基因表达被下调，如细胞角蛋白表达的下调有助于细胞骨架的重构，有利于伤口愈合；而间充质特性相关基因被上调，如MMPs表达上调可以通过降解细胞外基质成分，促进细胞迁移，有利于组织修复。Kadeh 等研究表明，通过EMT，牙龈上皮细胞转化为间充质细胞，合成细胞外基质成分，并通过收缩作用加速创口的愈合，在伤口愈合的重塑和成熟阶段发挥着关键作用。
Saliem等从牙周炎患者和牙周健康患者中收集牙龈组织样本，发现与牙周健康患者相比，牙周炎患者牙龈上皮细胞中Snail1 表达显著上调。这一结果提示EMT 过程在创口愈合中的关键作用。综上所述，在长期炎症状态下，牙龈上皮可以发生EMT过程，促进组织伤口修复。
2.3 牙龈上皮细胞发生细胞凋亡及中性粒细胞外诱捕网（neutrophil extracellular traps， NETs）形成
2.3.1 牙龈上皮细胞存在细胞凋亡过程
关于牙周炎中牙龈上皮存在细胞凋亡的研究早有报道。Umesh 等将临床健康牙龈组织暴露于慢性低浓度细菌刺激下，检测发现上皮中与凋亡相关的胱天蛋白酶3（Caspase-3）基因、DNA 损伤基因和B 淋巴细胞瘤-2 基因（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）普遍表达。Bostanci 等通过对龈下生物膜刺激下的牙龈上皮细胞进行蛋白质组学分析，发现多种牙周病原体，如P. gingivalis、普雷沃氏菌和具核梭杆菌等，能够诱发细胞凋亡。细胞凋亡过程在刺激后24 h 内显著活跃，Caspase-3 和胱天蛋白酶8（Caspase-8）的表达水平明显表达上调。与此同时，牙龈上皮中同样存在抗凋亡机制。
Huang 等通过在牙周炎小鼠应用IL-22 或敲除IL-22 基因，发现IL-22 能够有效抑制上皮细胞的凋亡。此外，牙龈上皮中的抑凋亡机制也得到了进一步的研究。有研究表明，IL-8可降低伴放线放线杆菌诱导的原代牙龈上皮细胞中caspase-3 及Bcl-2 的表达，从而展现出抗上皮细胞凋亡的作用。然而，这种调节作用并不足以完全抵抗细胞凋亡。
2.3.2 牙龈上皮细胞与NETs 形成
NETs 是一种由中性粒细胞释放的网状纤维结构，被认为是机体固有免疫的关键组成部分。现有研究表明，NETs 不仅通过溶解基底层影响上皮结构，而且能够通过杀死上皮细胞引起上皮溃疡的形成。Kim等发现NETs 在牙周炎小鼠的牙龈组织中广泛存在，显著促进上皮细胞的裂解和坏死，提示炎症反应的加重。此外，有研究发现，NETs形成相关基因的缺陷显著增加了个体患牙周炎的风险。
Brenchley等发现先天性中性粒细胞减少症患者由于中性粒细胞弹性蛋白酶基因突变，表现出更高的严重牙周炎发生率。进一步的研究还表明，NETs 的形成失调可增加牙周疾病的发生风险，尤其是在迟发性牙周炎中，多形核中性粒细胞的高反应性会导致过量NETs的产生，这不仅加重上皮损伤，甚至还可能加剧牙周炎症的发展。
2.4 牙龈上皮细胞在牙周炎中的免疫反应
2.4.1 牙龈上皮细胞调控免疫调节因子的产生
研究表明，牙龈上皮细胞可作为关键细胞产生抗菌因子和趋化因子，这些因子不仅能够招募中性粒细胞，还能调控其他白细胞亚群的活性，进而介导炎症反应的发生。目前，已知与牙周炎相关的促炎细胞因子包括IL-1、IL-6和肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF） 家族成员。Bui等通过将人牙龈上皮细胞暴露于具核梭杆菌6 h，核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（NOD-like receptor protein 3， NLRP3）炎症小体被激活，并促进IL-1β 等促炎因子的释放。
Tada 等将人牙龈上皮细胞暴露于P. gingivalis 24 h 后，评估了IL-33（IL-1家族成员）的表达，结果发现牙龈蛋白酶的表达显著增强了牙龈上皮细胞中IL-33 的水平。Huang等通过转录组测序，比较了牙龈上皮细胞对口腔共生菌和机会致病菌的反应，发现牙龈上皮细胞在受到牙周致病菌刺激后，TNF-α等促炎因子的表达显著增加。此外，研究还表明，TNF 可能会增加牙周炎的易感性，而其他含有高水平TNF的全身系统性疾病（如糖尿病）也会显著提高个体对牙周炎的易感性。
2.4.2 牙龈上皮细胞自身产生抗菌肽发挥直接抗菌作用
抗菌肽是一类小型内源性聚阳离子分子，是先天性免疫系统的关键组成部分，广泛存在于多种组织中。LL-37 和防御素是抗菌肽家族的重要成员，它们能够在牙龈上皮细胞中表达，并具有直接的抗菌活性。LL-37 具有典型的α 螺旋结构。其抗菌活性主要通过与细菌表面带负电的分子相互作用，以及破坏细胞膜实现。研究表明，LL-37 对多种致病菌，如P. gingivalis、放线菌及链球菌等，表现出具有显著的抗菌作用。此外，LL-37还能够通过与脂多糖结合，激活脂多糖结合蛋白或受体，从而抑制脂多糖诱导的炎性细胞因子的产生，这一机制被认为有助于防止先天免疫系统过度反应，维持局部组织的免疫稳态。
另一种来自于牙龈上皮细胞的抗菌肽β-防御素（β -defensins）具有显著的抗菌和抗病毒活性。在牙周健康的个体中，β-defensins-1 和β-defensin-2 主要在牙龈上皮的颗粒层和棘层中表达。研究表明，β-defensins-2 不仅具有直接的抗菌活性，还能通过促进上皮细胞的迁移和分化，参与牙周组织的修复和愈合过程。在外界刺激下，多种信号通路能够上调β-defensins-2 和β-defensins-3 的表达。尤其是在牙周炎患者的牙龈组织中，细菌及其代谢产物通过TLR 受体依赖性或非依赖性途径调控β-defensins的表达，从而增强局部免疫反应。
3. 牙龈上皮细胞与微生物的相互作用
当前，口腔微生物群与牙龈上皮细胞的相互作用研究主要聚焦于牙龈上皮屏障功能。牙龈上皮细胞中的角质形成细胞通过跨膜复合物相互连接，维持上皮屏障的完整性。Nonaka 等发现紧密连接蛋白的表达水平与P. gingivalis 侵袭呈负相关，表明牙龈上皮细胞间紧密连接在抵御外界病原体入侵中的关键作用；此外，研究表明P. gingivalis 分泌的牙龈蛋白酶可诱导宿主基质金属蛋白酶的表达，促进胶原降解，同时可通过调控N-钙粘蛋白、VE-钙粘蛋白及β-整合素的表达，削弱细胞间及细胞-细胞外基质的黏附性，从而加速牙龈上皮细胞的脱落。
口腔共生菌与牙龈上皮的相互作用亦在维持牙周稳态中发挥重要作用。Shang 等利用人类牙龈模型与源自唾液的多菌种生物膜共培养，发现健康牙龈在保持组织完整性的同时，可以维持多样且稳定的微生物群落；Helliwell等通过48 h的体外实验研究发现，血链球菌分泌的胞外膜囊泡（extracellular membrane vesicles， EMVs）可以保护牙龈上皮细胞免受牙周致病菌P. gingivalis 的侵袭，防止牙龈上皮细胞死亡和脱落，维持口腔稳态。
4. 牙龈上皮细胞与免疫细胞的相互作用
中性粒细胞为健康牙龈中占比最高的固有免疫细胞，主要通过防御病原体、调节炎症反应和与适应性免疫相互作用来维持牙周稳态。在牙龈健康状态下，中性粒细胞可以在趋化因子的引导下从血液迁移至龈沟液，形成抵御微生物入侵的屏障，维持牙龈上皮屏障的组织完整性。Silva等发现，当长期微生物或机械刺激下导致牙周组织炎症状态时，牙龈上皮细胞会上调CXCL1、CXCL2 和CXCL8 等趋化因子的表达，促进中性粒细胞募集，表现出增强的炎症反应；Williams 等通过对口腔黏膜上皮单细胞测序分析发现，牙龈上皮细胞可以与基质细胞通过分泌趋化因子（如CXCL8）协同促进中性粒细胞黏附与迁移，以维持局部稳态。
来源：王晓,吴雅洁,苏志飞,等.牙龈上皮细胞在牙周稳态维持中的作用及机制[J].口腔疾病防治,2025,33(08):672-679.
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