吉林大学李春艳教授NSR：ATP 响应性的金属有机框架通过离子干扰抑制细胞焦亡治疗牙周炎

近日，吉林大学口腔医学院李春艳教授团队与韩国高丽大学Jong Seung Kim教授合作，开发了一种ATP响应的双金属有机框架（Mg/Zn-MOF）。相关研究发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR）。吉林大学口腔医学院杨祺婧、孙晓琳、高丽大学丁启航为该论文共同第一作者。吉林大学口腔医院李春艳主任医师、王林教授和高丽大学化学学院Jong Seung Kim院士为该论文的共同通讯作者。

牙周炎（periodontitis）是一种由菌群失调引起的慢性炎症性疾病，以牙周支持组织进行性破坏为特征，被认为是成年人牙齿脱落的主要原因。目前的研究认为，免疫稳态破坏是牙周炎发生发展的关键因素。因此，通过调节免疫反应减轻炎症破坏可能成为牙周炎治疗的新兴策略。细胞焦亡（pyroptosis）是一种炎性的细胞程序性死亡，主要由Gasdermin家族蛋白（Gasdermin, GSDM）执行，以膜孔形成和炎症因子等细胞内容物释放为特征。Gasdermin D（GSDMD）介导的细胞焦亡主要包括两种途径：经典途径（Caspase-1）和非经典途径（Caspase-4/5/11）。近年来，越来越多的研究表明细胞焦亡与牙周炎密切相关，牙周常见菌的毒力因子可触发细胞焦亡，从而导致牙周组织破坏和牙槽骨丢失。因此，调控细胞焦亡成为牙周炎免疫治疗的新方向。

本研究提出了一种智能响应性双金属 MOF策略（Mg/Zn-MOF），可响应牙周炎免疫微环境中的 ATP 信号分子，并通过可控地释放 Zn²⁺ 和 Mg²⁺ 抑制细胞焦亡。由于该纳米复合材料具有快速的 ATP 响应性，使储存的离子靶向ATP水平较高的炎症部位快速释放，从而提高离子利用率，减轻离子扩散引起的副作用。此外，Mg/Zn-MOF 通过 NLRP3/Caspase-1/GSDMD 和 Caspase-11/GSDMD 途径调节 GSDMD 的表达抑制膜孔的形成，有效减轻牙周基质细胞的焦亡。因此，Mg/Zn-MOF 可通过调节细胞焦亡减轻牙周组织的损伤并避免焦亡引起的炎症级联反应。这一新型纳米复合材料在牙周炎治疗中展现令人兴奋的效果，为炎症性疾病的免疫治疗提供新方向，具有较大的临床转化应用潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae225