牙周炎是由菌斑微生物失调引起的慢性炎症性疾病,可导致宿主免疫反应过度激活,造成牙周支持组织破坏,最终导致牙齿缺失。牙周炎不仅危害人类口腔健康,还与多种系统性疾病的发生和发展有关,已成为严重的全球性公共卫生问题。牙周治疗的目标是控制感染、重建牙周组织的结构和功能,牙槽骨再生是实现这一目标的重要环节。然而,由于牙周组织结构复杂,临床常规的治疗手段虽可在短期内有效地控制感染、改善症状,但无法实现牙周组织的功能性再生。随着组织工程学的快速发展,移植外源性间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）用于牙周组织再生成为目前研究热点之一。然而,使用MSCs的治疗存在成本高、存活率低等缺点,所以基于MSCs的间接治疗方法日益受到关注。大量证据表明,MSCs通过分泌一系列保护性生物活性因子来促进组织再生,这些因子被广泛定义为条件培养基（culture media,CM）。间充质干细胞条件培养基（MSC-CM）可显著驱动新陈代谢、防御反应和组织再生等生物过程,且制备成本更低、更容易评估其安全性和有效性。研究表明,不同细胞来源的MSC-CM中所含细胞因子和生长因子的成分和浓度不同。因此,找到一种理想的MSCs是提升MSC-CM疗效的关键。一般来说,哺乳动物无法再生复杂的组织和器官,但鹿茸的周期性再生是一个例外。鹿茸被誉为现代再生医学“皇冠上的明珠”,是迄今发现的唯一能够完全再生的哺乳动物骨质器官。鹿茸干细胞是启动鹿茸再生的关键,能够持续自我更新并分化以实现鹿茸再生。鹿茸间充质干细胞（reserve mesenchyme cells,RMCs）是再生过程中驱动鹿茸快速增长的重要因素。RMCs位于鹿茸生长中心增殖区的最外层,具有强大的增殖能力,以维持鹿茸惊人的生长速度（2cm/d）。另有研究表明,与人MSCs相比,RMCs表现出更高的增殖能力（8.6-11.7倍）和成骨分化能力（17.4倍）。鹿茸的快速增长为研究组织再生提供了一个罕见的模型,在该模型中,细胞的快速增殖不仅得到精确调节,而且不会癌变,这可能与鹿茸干细胞兼具MSCs和部分胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）属性有关。鹿茸的周期性再生不仅为人类了解大自然如何赋予哺乳动物器官完全再生的能力提供了一个宝贵的机会,同时也提供了一个潜在的取之不尽的RMCs来源。与其他类型的哺乳动物干细胞相比,RMCs更易获得。然而,作为异源性干细胞,RMCs的临床应用依旧存在诸多限制。因此,对于RMCs条件培养基（RMC-CM）的研究日益增加。近年来,RMC-CM相继被应用于促进皮肤伤口再生性愈合、缓解肝纤维化和缓解骨关节炎等方面。RMC-CM所表现出的促血管生成能力、免疫调节能力和对细胞的趋化能力等,正是牙槽骨再生过程中的所必需的。骨稳态是由成骨细胞的骨形成作用和破骨细胞的骨吸收作用之间的平衡来维持的。炎症状态下,细菌脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）可以打破这种平衡,从而引起病理性骨吸收。因此,抑制炎症状态下破骨细胞的分化、减少骨吸收,也是修复骨缺损、促进骨再生的重要一环。本研究从成骨和破骨两方面,探讨RMC-CM对牙槽骨再生的作用及机制,目前未见相关报道。首先,本研究对RMC-CM的主要成分和功能进行鉴定和分析。在第二章中,我们通过液相色谱-质谱（liquid chromatography–mass spetrometry,LC-MS/MS）分析,证明RMC-CM在成分和功能方面与h BMSC-CM（human bone marrow mesenchymal stem cells culture media,h BMSC-CM）存在差异。RMC-CM的开发、应用将为牙周组织再生提供一种新的治疗策略。之所以选取h BMSC-CM作为对照,是因为h BMSC-CM已被广泛应用于牙周组织再生,且疗效已被认证。其次,本研究对RMC-CM调节成骨分化的能力进行评估。在第三章中,通过外科手术方法建立牙槽骨缺损模型,通过Micro-CT、组织学染色等方法,评估RMC-CM对非炎症因素造成的牙槽骨缺损的再生作用,结合转录组测序分析结果及成骨诱导条件下大鼠骨髓间充质干细胞（rat bone marrow mesenchymal stem cells,r BMSCs）相关基因的表达情况,明确Serpine1和Lilrb3可能是RMC-CM促进牙槽骨再生的作用靶点。第三,在牙周炎过程中,炎症相关因素导致破骨细胞骨吸收功能增强,骨形成不能完全补偿,是造成牙槽骨缺损的关键机制。因此,本研究对RMC-CM调节炎症状态下破骨分化的能力进行评估。在第四章中,建立动物实验性牙周炎模型,通过影像学、组织学和免疫学等手段,评估RMC-CM对炎症因素造成的牙槽骨缺损的再生作用,证实RMC-CM通过促进巨噬细胞向M2型极化和抑制破骨细胞分化,实现抑制牙周炎症、促进牙槽骨再生的治疗效果。最后,我们对上述结果进行梳理。首先,RMC-CM可抑制破骨细胞分化。其次,RMC-CM可引起Lilrb3转录下调。第三,Lilrb3可富集于破骨分化的相关通路,且通过检索KEGG信号通路数据库发现,白细胞免疫球蛋白样受体（leukocyte Ig like receptor,LILR）可激活PLCγ-IP3-Ca2+信号通路。结合上述结果,我们推测RMC-CM可能通过引起Lilrb3转录下调抑制PLCγ-IP3-Ca2+信号通路,进而抑制破骨细胞分化、促进牙槽骨再生。在第五章中,诱导巨噬细胞破骨向分化,针对PLCγ-IP3-Ca2+信号通路的关键点,检测RMC-CM作用下PLCG2、NFATc1、CTSK和TRAP的表达情况,初步阐明RMC-CM可能通过调节PLCγ-IP3-Ca2+信号通路实现牙槽骨再生。综上所述,本研究阐明RMC-CM具有促进非炎症因素和炎症因素造成的牙槽骨缺损再生的作用。然而,作为多种细胞因子和生长因子的混合物,RMC-CM对牙槽骨的再生是多种因子协同作用还是其中某些因子独立作用的结果,本研究尚未明确,需在后续的研究中进行深入探讨。