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引用本文：Zhou YK, Yang RL, Liu XM. Hydrogen Sulphide Alleviates Senescence of Human Periodontal Ligament Stem Cells by TRPV4 Channel Mediated Calcium Flux. Chin J Dent Res. 2023 Mar 29;26(1):19-27.

(资料图片)

Hydrogen Sulphide Alleviates Senescence of Human Periodontal Ligament Stem Cells by TRPV4 Channel Mediated Calcium Flux

硫化氢通过TRPV4通道介导的钙离子内流减轻人牙周膜干细胞衰老

周宜坤，杨瑞莉，刘晓默

作者单位：北京大学口腔医学院

牙周膜干细胞(PDLSCs)具有自我更新和多向分化的潜能，可为牙周再生治疗等临床应用提供可靠的细胞来源。然而，随着其在体外培养过程中的不断扩增，增殖能力会不断下降，最终将进入停止分裂以应对各种压力的细胞衰老状态。为了给细胞治疗和组织再生提供重要参考，迫切需要探索控制细胞衰老的新策略。

硫化氢(H2S)通过多种信号通路介导多种生物学过程，骨髓间充质干细胞H2S缺陷会削弱成骨和增殖。我们之前的研究已经报告了H2S在牙周膜干细胞中的重要功能且H2S是牙周组织稳态所必需的，但H2S是否能调节PDLSCs的衰老仍不清楚，因此我们探讨了H2S对牙周膜干细胞衰老的保护作用及其可能机制。

在本研究中，我们通过干细胞的连续传代获得衰老细胞，结果显示当PDLSCs传代至P15时，细胞活力和增殖与第5代相比显著下降。β-半乳糖苷酶阳性含量明显增加，同时，衰老相关标记物也显著增加。此外，P15时PDLSCs出现细胞周期停滞，细胞周期蛋白依赖激酶抑制剂p16和p21表达增加。所有这些结果表明，长期体外培养和扩增导致PDLSCs细胞衰老。而H2S的供体-GYY4137缓解了衰老降低的牙周膜干细胞增殖速率。同时，GYY也有效地防止了PDLSCs在老化过程中的细胞周期停滞，并抑制了细胞衰老相关标记分子的表达。

为了进行更加深入的探索，我们研究了H2S在PDLSCs衰老中保护作用的潜在机制。首先，我们通过测序发现，在H2S处理的细胞中，钙内流相关通路蛋白的表达显著上调。到目前为止，只有少数研究阐明了钙对细胞衰老的影响。由于钙蛋白酶在衰老细胞中非常活跃，并导致IL-1α加工的增强。螯合Ca2+可以抑制钙蛋白酶的激活和IL-1α的加工，并缓解细胞衰老。我们的研究表明，Ca 2+内流是维持MSCs增殖活性和稳定状态所必需的。研究表明，TRPV4通道的激活能够引起钙内流，导致eBK通道开放、内皮超极化和随后的血管扩张。为了进一步证实TRPV4介导的钙内流在干细胞衰老中的作用，我们使用TRPV4抑制剂和SiRNA来降低TRPV4的表达。结果表明TRPV4抑制剂显著抑制钙离子的内流，同时也减弱H2S对细胞衰老的保护作用。但关于H2S是如何调节钙内流的具体分子机制以及是否能激活PDLSCs中的其他通道有待进一步研究。

综上所述本研究中，我们证明了H2S通过增加细胞增殖和抑制细胞周期停滞来抑制PDLSCs的衰老，并确定了TRPV4介导的钙离子内流在H2S对衰老的保护作用中的重要角色。本研究结果提供了一种减缓/防止细胞衰老的潜在策略，可以为口腔疾病的细胞治疗和组织再生提供新思路。

图：H2S处理后Ca2+相关通路富集

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