《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》：Mechanism of ginsenoside Rg1 on the proliferation and osteogenic differentiation of human periodontal ligament stem cells mediated by Wnt/Ca2+ signaling pathway
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本研究针对牙周组织再生中干细胞成骨分化能力有限的问题，探讨了天然活性成分人参皂苷Rg1对人牙周膜干细胞（hPDLSCs）增殖和分化的调控作用。通过体外实验发现，50 μmol/L Rg1可显著激活Wnt/Ca2+通路关键蛋白CaMKII和NLK的表达，并上调成骨基因（Runx2、COL1A1、OPN、OCN）及矿化结节形成，为开发新型牙周再生药物提供了理论依据。
牙周病是导致成年人牙齿丧失的主要原因之一，其核心病理变化是牙槽骨吸收和牙周组织破坏。目前临床常用的引导性组织再生术（GTR）联合骨移植材料虽有一定效果，但仍面临再生能力有限、手术复杂、成本高昂等问题。因此，寻找能够安全有效促进宿主干细胞成骨分化的生物活性分子，成为牙周再生医学的研究热点。人参作为传统中药材，其活性成分人参皂苷Rg1已被证实对神经系统、心血管系统等多具有药理作用，近年研究还发现其对骨组织再生和干细胞调控具有潜力。然而，Rg1是否能够调控人牙周膜干细胞（human periodontal ligament stem cells, hPDLSCs）的成骨分化，特别是通过何种信号通路发挥作用，尚不明确。
为此，西安交通大学口腔医院的研究团队在《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》发表论文，聚焦于非经典Wnt/Ca2+信号通路，探讨Rg1对hPDLSCs增殖和成骨分化的影响及其机制。
研究采用的主要技术方法包括：从正畸患者健康牙周组织中分离原代hPDLSCs，通过免疫组化染色鉴定细胞表面标志物STRO-1和CD146；采用MTT法检测细胞增殖活性并确定Rg1最佳作用浓度（50 μmol/L）；通过实时定量PCR（qRT-PCR）检测成骨相关基因（Runx2、COL1A1、OPN、OCN）及干性标志物（OCT4、NANOG）mRNA表达；利用茜素红染色观察矿化结节形成；采用蛋白质印迹（Western blot）分析Wnt/Ca2+通路关键蛋白CaMKII和NLK的表达水平。
3.1. hPDLSCs的鉴定
免疫荧光染色显示，分离的细胞高表达STRO-1（88.1±4.2%）和CD146（92.4±3.7%），证实所获细胞为具有干细胞特性的hPDLSCs。
3.2. 人参皂苷Rg1对hPDLSCs增殖的影响
MTT实验表明，50 μmol/L Rg1处理72小时后显著促进细胞增殖（P< 0.05），而100 μmol/L浓度则因细胞毒性（LDH释放率升高）抑制增殖，提示Rg1作用具有浓度依赖性。
3.3. Rg1对未分化hPDLSCs干性标志物表达的影响
在未诱导成骨分化条件下，50 μmol/L Rg1处理48小时后，OCT4和NANOG的mRNA表达与对照组无显著差异，表明Rg1在促进增殖的同时未损害细胞干性。
3.4. Rg1对成骨相关基因表达的影响
成骨诱导后，Rg1组Runx2、COL1A1、OPN和OCN的mRNA表达水平均显著高于对照组（P< 0.05），提示Rg1可激活成骨分化关键基因转录。
3.5. Rg1对hPDLSCs矿化结节形成的影响
茜素红染色显示，Rg1组矿化结节面积百分比（26.57±2.18%）显著高于对照组（12.34±1.25%）（P< 0.05），证实Rg1增强细胞矿化能力。
3.6. Rg1对Wnt/Ca2+通路相关蛋白表达的影响
蛋白质印迹结果显示，Rg1组CaMKII和NLK蛋白表达水平显著上调（P< 0.05），且与成骨基因表达呈正相关（如CaMKII与Runx2的r=0.82），表明Wnt/Ca2+通路可能参与Rg1的成骨促进作用。
研究结论表明，人参皂苷Rg1通过激活Wnt/Ca2+信号通路中的CaMKII和NLK蛋白，协同促进hPDLSCs的增殖、成骨基因表达及矿化能力。该研究首次将Rg1的成骨调控作用与非经典Wnt/Ca2+通路关联，为开发基于天然药物的牙周再生策略提供了新靶点。讨论部分指出，未来需通过通路抑制剂实验和动物模型进一步验证机制，并探索Rg1与其他成骨通路（如BMP/Smad）的交叉对话。
