Effects of rhaponticin on the proliferation and migration of human periodontal ligament stem cells under hypoxic conditions and its mechanism

LI Si-cheng; JIANG Lin; WANG Wei; SHAO Yi-sen

doi:10.11659/jjssx.03E025062

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Effects of rhaponticin on the proliferation and migration of human periodontal ligament stem cells under hypoxic conditions and its mechanism

Basic Research | 更新时间：2026-01-19

- Effects of rhaponticin on the proliferation and migration of human periodontal ligament stem cells under hypoxic conditions and its mechanism
- JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY Vol. 35, Issue 1, Pages: 1-6(2026)
- 作者机构：
  
  1.江西中医药大学，江西南昌 330004
  2.江西中医药大学附属医院口腔创伤整形科，江西南昌 330006
  3.南昌大学口腔医学院，江西南昌 330006
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.11659/jjssx.03E025062
  CLC： R781.4
- Received：11 March 2025，
  
  Published：25 January 2026
- 稿件说明：
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李思程,蒋琳,王伟等.缺氧环境中土大黄苷对人牙周膜干细胞增殖和迁移能力的影响及机制研究[J].局解手术学杂志,2026,35(01):1-6.

LI Si-cheng,JIANG Lin,WANG Wei,et al.Effects of rhaponticin on the proliferation and migration of human periodontal ligament stem cells under hypoxic conditions and its mechanism[J].JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY,2026,35(01):1-6.
李思程,蒋琳,王伟等.缺氧环境中土大黄苷对人牙周膜干细胞增殖和迁移能力的影响及机制研究[J].局解手术学杂志,2026,35(01):1-6. DOI： 10.11659/jjssx.03E025062.

LI Si-cheng,JIANG Lin,WANG Wei,et al.Effects of rhaponticin on the proliferation and migration of human periodontal ligament stem cells under hypoxic conditions and its mechanism[J].JOURNAL OF REGIONAL ANATOMY AND OPERATIVE SURGERY,2026,35(01):1-6. DOI： 10.11659/jjssx.03E025062.

摘要

目的

探讨缺氧环境下土大黄苷对人牙周膜干细胞（hPDLSCs）增殖和迁移的影响及其可能机制。

方法

配制不同浓度（0、12.5、25、50、100、200、300 μmol/L）的土大黄苷，添加至缺氧环境下培养的hPDLSCs，CCK-8实验检测土大黄苷对hPDLSCs活力的影响。EdU实验和Transwell实验评估土大黄苷对hPDLSCs增殖和迁移的影响。Western blot检测PCNA、CXCR4和缺氧诱导因子-1A（HIF1A）表达。使用AutoDock软件进行蛋白分子间的对接可视化。

结果

100 μmol/L土大黄苷处理后细胞存活率显著增加（

0.05），而土大黄苷浓度超过100 μmol/L时，细胞存活率显著下降（

0.05），故选择浓度为100 μmol/L的土大黄苷进行后续实验。土大黄苷可显著促进缺氧环境下hPDLSCs的增殖和迁移。同时，土大黄苷处理后，hPDLSCs增殖和迁移相关蛋白PCNA、CXCR4的表达水平升高（

0.05），而缺氧应激蛋白HIF1A的表达水平降低（

0.05）。分子对接模拟显示，土大黄苷与HIF1A蛋白具有良好结合力。

结论

缺氧环境下土大黄苷可促进hPDLSCs的增殖和迁移，其机制可能与调控HIF1A表达有关。

Abstract

Objective

To investigate the effects and potential mechanisms of rhaponticin on the proliferation and migration of human periodontal ligament stem cells（hPDLSCs） under hypoxic conditions.

Methods

Rhaponticin solutions at various concentrations （0，12.5，25，50，100，200，300 μmol/L） were prepared， and then added to hPDLSCs cultured under hypoxic conditions. The effect of rhaponticin on hPDLSCs viability was determined by CCK-8 assay. Rhaponticin effects on the proliferation and migration of hPDLSCs were evaluated by EdU assay and Transwell assay. The expressions of PCNA，CXCR4，and hypoxia inducible factor-1A（HIF1A）were determined by Western blot. The protein-protein docking was visualized by AutoDock software.

Results

Cell survival rate significantly increased after treatment with 100 μmol/L of rhaponticin（

0.05），while cell survival rate decreased significantly at rhaponticin concentrations exceeding 100 μmol/L （

0.05）.Therefore，100 μmol/L of rhaponticin was selected for subsequent experiments.Rhaponticin significantly promoted the proliferation and migration of hPDLSCs under hypoxic conditions.Concurrently，treatment with rhaponticin upregulated the expression levels of proliferation- and migration-related proteins PCNA and CXCR4 in hPDLSCs （

0.05）， while downregulated the expression level of hypoxia stress protein HIF1A（

0.05）. Molecular docking demonstrated a favorable binding affinity between rhaponticin and HIF1A protein.

Conclusion

Rhaponticin promotes the proliferation and migration of hPDLSCs under hypoxic conditions. This effect is likely mediated by the regulation of HIF1A expression.

关键词

Keywords

references

Liu X ， Li H . Global trends in research on aging associated with periodontitis from 2002 to 2023： a bibliometric analysis ［J］. Front Endocrinol （Lausanne）， 2024 ， 15 ： 1374027 . doi： 10.3389/fendo. 2024.1374027 http://dx.doi.org/10.3389/fendo.2024.1374027 .

Bimstein E ， Huja PE ， Ebersole JL . The potential lifespan impact of gingivitis and periodontitis in children ［J］. J Clin Pediatr Dent ， 2013 ， 38 （ 2 ）： 95 - 99 . doi： 10.17796/jcpd.38.2.j525742137780336 http://dx.doi.org/10.17796/jcpd.38.2.j525742137780336 .

Chatzopoulos GS ， Jiang Z ， Marka N ， et al . Periodontal disease，tooth loss，and systemic conditions： an exploratory study ［J］. Int Dent J ， 2024 ， 74 （ 2 ）： 207 - 215 . doi： 10.1016/j.identj.2023.08.002 http://dx.doi.org/10.1016/j.identj.2023.08.002 .

GBD 2021 Antimicrobial Resistance Collaborators . Global burden of bacterial antimicrobial resistance 1990-2021： a systematic analysis with forecasts to 2050 ［J］. Lancet ， 2024 ， 404 （ 10459 ）： 1199 - 1226 . doi： 10.1016/S0140-6736（24）01867-1 http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736（24）01867-1 .

Makeeva IM ， Daurova FY ， Byakova SF ， et al . Sensitivity of microbial associations of periodontal lesions to antibacterial agents ［J］. Stomatologiia （Mosk）， 2016 ， 95 （ 3 ）： 26 - 30 . doi： 10.17116/stomat201695326-30 http://dx.doi.org/10.17116/stomat201695326-30 .

Sohn SI ， Priya A ， Balasubramaniam B ， et al . Biomedical applications and bioavailability of curcumin-an updated overview ［J］. Pharmaceutics ， 2021 ， 13 （ 12 ）： 2102 . doi： 10.3390/pharmaceutics13122102 http://dx.doi.org/10.3390/pharmaceutics13122102 .

Ye Y ， Zhou J . The protective activity of natural flavonoids against osteoarthritis by targeting NF-κB signaling pathway ［J］. Front Endocrinol （Lausanne）， 2023 ， 14 ： 1117489 . doi： 10.3389/fendo.2023.1117489 http://dx.doi.org/10.3389/fendo.2023.1117489 .

Aghababaei F ， Hadidi M . Recent advances in potential health benefits of quercetin ［J］. Pharmaceuticals （Basel）， 2023 ， 16 （ 7 ）： 1020 . doi： 10.3390/ph16071020 http://dx.doi.org/10.3390/ph16071020 .

翟静波 . 以患者为中心的中医药防治慢性病临床诊疗方案遴选与评价方法学框架［J］. 中国循证医学杂志， 2023 ， 23 （ 4 ）： 439 - 443 . doi： 10.7507/1672-2531.202212047 http://dx.doi.org/10.7507/1672-2531.202212047 .

杨宗慧，陈红刚，赵文龙，等 . 大黄及有效成分治疗脂肪肝作用机制的研究进展［J］. 中药药理与临床， 2025 ， 41 （ 7 ）： 113 - 120 . doi： 10.13412/j.cnki.zyyl.20240420.001 http://dx.doi.org/10.13412/j.cnki.zyyl.20240420.001 .

Yang T ， Wang Q ， Qu Y ， et al . Protective effect of rhaponticin on ovariectomy-induced osteoporosis in rats ［J］. J Biochem Mol Toxicol ， 2021 ， 35 （ 9 ）： e22837 . doi： 10.1002/jbt.22837 http://dx.doi.org/10.1002/jbt.22837 .

Li R ， Chinnathambi A ， Alharbi SA ， et al . Anti-inflammatory effects of rhaponticin on LPS-induced human endothelial cells through inhibition of MAPK/NF-kappabeta signaling pathways ［J］. J Biochem Mol Toxicol ， 2021 ， 35 （ 5 ）： e22733 . doi： 10.1002/jbt.22733 http://dx.doi.org/10.1002/jbt.22733 .

Zhang J ， Xie X ， Shen Q ， et al . Rhaponticin alleviates collagen-induced arthritis by inhibiting NLRP3/GSDMD-mediated neutrophil extracellular traps ［J］. Inflammation ， 2025 ， 48 （ 4 ）： 2756 - 2771 . doi： 10.1007/s10753-024-02228-7 http://dx.doi.org/10.1007/s10753-024-02228-7 .

Shi Q ， Cheng Y ， Dong X ， et al . Effects of rhaponticin on retinal oxidative stress and inflammation in diabetes through NRF2/HO-1/NF-kappaB signalling ［J］. J Biochem Mol Toxicol ， 2020 ， 34 （ 11 ）： e22568 . doi： 10.1002/jbt.22568 http://dx.doi.org/10.1002/jbt.22568 .

Iyer NV ， Leung SW ， Semenza GL . The human hypoxia-inducible factor 1alpha gene：HIF1A structure and evolutionary conservation ［J］. Genomics ， 1998 ， 52 （ 2 ）： 159 - 165 . doi： 10.1006/geno.1998.5416 http://dx.doi.org/10.1006/geno.1998.5416 .

Chen D ， Wu L ， Liu L ， et al . Comparison of HIF1A‑AS1 and HIF1A‑AS2 in regulating HIF‑1alpha and the osteogenic differentiation of PDLCs under hypoxia ［J］. Int J Mol Med ， 2017 ， 40 （ 5 ）： 1529 - 1536 . doi： 10.3892/ijmm.2017.3138 http://dx.doi.org/10.3892/ijmm.2017.3138 .

Kosyreva AM ， Dzhalilova DS ， Miroshnichenko EA ， et al . Stratification of experimental LPS-induced systemic inflammatory response by expression level of Hif1a and NFkb genes ［J］. Bull Exp Biol Med ， 2024 ， 178 （ 2 ）： 261 - 266 . doi： 10.1007/s10517-025-06318-w http://dx.doi.org/10.1007/s10517-025-06318-w .

Calabrese EJ . Human periodontal ligament stem cells and hormesis： enhancing cell renewal and cell differentiation ［J］. Pharmacol Res ， 2021 ， 173 ： 105914 . doi： 10.1016/j.phrs.2021.105914 http://dx.doi.org/10.1016/j.phrs.2021.105914 .

Shan C ， Xia Y ， Wu Z ， et al . HIF-1alpha and periodontitis： novel insights linking host-environment interplay to periodontal phenotypes ［J］. Prog Biophys Mol Biol ， 2023 ， 184 ： 50 - 78 . doi： 10.1016/j.pbiomolbio.2023.09.002 http://dx.doi.org/10.1016/j.pbiomolbio.2023.09.002 .

Nascimento GG ， Alves-Costa S ， Romandini M . Burden of severe periodontitis and edentulism in 2021，with projections up to 2050： the Global Burden of Disease 2021 study ［J］. J Periodontal Res ， 2024 ， 59 （ 5 ）： 823 - 867 . doi： 10.1111/jre.13337 http://dx.doi.org/10.1111/jre.13337 .

Apatzidou DA ， Kinane DF . Nonsurgical mechanical treatment strategies for periodontal disease ［J］. Dent Clin North Am ， 2010 ， 54 （ 1 ）： 1 - 12 . doi： 10.1016/j.cden.2009.08.006 http://dx.doi.org/10.1016/j.cden.2009.08.006 .

Tomasi C ， Abrahamsson KH ， Apatzidou D . Subgingival instrumentation ［J］. Periodontol 2000 ， 2023 . doi： 10.1111/prd.12485 http://dx.doi.org/10.1111/prd.12485 .

Karpinski TM ， Szkaradkiewicz AK . Chlorhexidine-pharmaco-biological activity and application ［J］. Eur Rev Med Pharmacol Sci ， 2015 ， 19 （ 7 ）： 1321 - 1326 .

Pham K ， Parikh K ， Heinrich EC . Hypoxia and inflammation： insights from high-altitude physiology ［J］. Front Physiol ， 2021 ， 12 ： 676782 . doi： 10.3389/fphys.2021.676782 http://dx.doi.org/10.3389/fphys.2021.676782 .

Mcgarry T ， Biniecka M ， Veale DJ ， et al . Hypoxia，oxidative stress and inflammation ［J］. Free Radic Biol Med ， 2018 ， 125 ： 15 - 24 . doi： 10.1016/j.freeradbiomed.2018.03.042 http://dx.doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2018.03.042 .

Yan K ， Lin Q ， Tang K ， et al . Substance P participates in periodontitis by upregulating HIF-1alpha and RANKL/OPG ratio ［J］. BMC Oral Health ， 2020 ， 20 （ 1 ）： 27 . doi： 10.1186/s12903-020-1017-9 http://dx.doi.org/10.1186/s12903-020-1017-9 .

Khasawneh RR ， Abu-El-Rub E . Hypoxia disturbs the migration and adhesion characteristics of mesenchymal stem cells ［J］. Cell Mol Biol （Noisy-le-grand）， 2022 ， 68 （ 11 ）： 28 - 32 . doi： 10.14715/cmb/2022.68.11.5 http://dx.doi.org/10.14715/cmb/2022.68.11.5 .

Wu Y ， Wan X ， Shao Y ， et al . Rhaponticin suppresses the hypoxia-induced factor-1 alpha-mediated aggressive phenotype of tongue squamous cell carcinoma ［J］. Mol Cell Toxicol ， 2023 ， 20 （ 2 ）： 259 - 269 . doi： 10.1007/s13273-023-00337-2 http://dx.doi.org/10.1007/s13273-023-00337-2 .

Kim A ， Ma JY . Rhaponticin decreases the metastatic and angiogenic abilities of cancer cells via suppression of the HIF‑1alpha pathway ［J］. Int J Oncol ， 2018 ， 53 （ 3 ）： 1160 - 1170 . doi： 10.3892/ijo.2018.4479 http://dx.doi.org/10.3892/ijo.2018.4479 .

Mettraux GR ， Gusberti FA ， Graf H . Oxygen tension （pO2） in untreated human periodontal pockets ［J］. J Periodontol ， 1984 ， 55 （ 9 ）： 516 - 521 . doi： 10.1902/jop.1984.55.9.516 http://dx.doi.org/10.1902/jop.1984.55.9.516 .

González-Magaña A ， Blanco FJ . Human PCNA structure，function and interactions ［J］. Biomolecules ， 2020 ， 10 （ 4 ）： 570 . doi： 10.3390/biom10040570 http://dx.doi.org/10.3390/biom10040570 .

Bianchi ME ， Mezzapelle R . The chemokine receptor CXCR4 in cell proliferation and tissue regeneration ［J］. Front Immunol ， 2020 ， 11 ： 2109 . doi： 10.3389/fimmu.2020.02109 http://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2020.02109 .

Wu N ， Song J ， Liu X ， et al . Effect of an low-energy Nd： YAG laser on periodontal ligament stem cell homing through the SDF-1/CXCR4 signaling pathway ［J］. BMC Oral Health ， 2023 ， 23 （ 1 ）： 501 . doi： 10.1186/s12903-023-03132-6 http://dx.doi.org/10.1186/s12903-023-03132-6 .

Yang C ， Zhong ZF ， Wang SP ， et al . HIF-1： structure，biology and natural modulators ［J］. Chin J Nat Med ， 2021 ， 19 （ 7 ）： 521 - 527 . doi： 10.1016/s1875-5364（21）60051-1 http://dx.doi.org/10.1016/s1875-5364（21）60051-1 .

Corcoran SE ， O'Neill LA . HIF1α and metabolic reprogramming in inflammation ［J］. J Clin Invest ， 2016 ， 126 （ 10 ）： 3699 - 3707 . doi： 10.1172/jci84431 http://dx.doi.org/10.1172/jci84431 .

Chen Q ， Wang Y ， Shi C ， et al . Molecular mechanism of the asarum-angelica drug pair in the treatment of periodontitis based on network pharmacology and experimental verification ［J］. Int J Mol Sci ， 2023 ， 24 （ 24 ）： 17389 . doi： 10.3390/ijms242417389 http://dx.doi.org/10.3390/ijms242417389 .

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