正畸力作用下大鼠炎性牙周组织中IL-17的表达及作用机制初探

摘要

目的:
　　正畸治疗的生物学基础是牙周组织改建。正畸治疗是机械力作用牙齿并传递至牙周组织，引起牙周组织发生生理性改建，最终使牙齿达到理想位置的过程。牙周组织包括牙龈、牙周膜、牙槽骨等，其中牙槽骨的改建最为活跃。牙齿受力后压力区破骨细胞功能活跃，牙槽骨吸收;张力侧成骨细胞生成、新骨沉积。健康的牙周组织为正畸治疗保驾护航。近年来，随着口腔保健意识的不断提升，成人正畸患者日趋增多，成年患者多存在不同程度的牙周炎症。炎性效应如何影响正畸牙齿移动(orthodontic tooth movement，OTM)和牙周组织改建，正在成为国际口腔学者关注和研究的热点之一。白细胞介素(interleukin，IL)家族具有促进炎症发展以及影响破骨细胞形成的作用，IL-17是IL中的新成员，在多种骨丢失疾病中发挥重要作用，如哮喘、风湿性关节炎、牙周炎、骨关节炎等，但在牙周炎牙齿移动中的表达和作用，迄今少有文献报道。
　　因此，本研究通过检测正畸患者龈沟液中IL-17蛋白表达，并建立牙周炎正畸动物模型，对IL-17进行定性、定位、定量分析，观察炎症和机械力共同影响下IL-17的动态表达变化规律，探索炎性化学信号和生物力学信号间的关系以及共同介导牙周组织改建的分子机制，为牙周炎患者选择最佳正畸治疗提供理论依据和临床指导。
　　方法：
　　1.OTM过程龈沟液内IL-17的表达
　　选择20例正畸患者，分别在正畸加力前及加力后1d、3d、7d、2w、3w、4w于尖牙近远中侧进行GCF的取材。利用ELISA的实验方法检测各个时间点IL-17的浓度。
　　2.正畸力作用下大鼠炎性牙周组织中IL-17的表达
　　将90只Wistar大鼠随机平均分成5组，即:空白对照组（A组）、正常加力组（B组）、牙周炎对照组（C组）、牙周炎加力组（D组）、持续牙周炎加力组（E组）。各组分别于加力前及加力后1d、3d、5d、7d、14d处死并获取大鼠组织，处理后制作石蜡切片。HE染色观察牙周组织大体形态变化;免疫组化定性、定位、定量分析牙齿移动过程牙周组织中IL-17的表达情况。
　　3.正畸力作用下IL-17参与炎性牙周改建调控机制的研究
　　选择A、D组的压力侧进一步分析，采用Trap的染色，计数OC;采用免疫组化染色定量分析RANKL、OPG的表达变化，分析IL-17与OC、RANKL、OPG的关系，从而初步探索IL-17参与炎性牙周改建的分子机理。
　　结果：
　　1.GCF的ELISA结果
　　正畸的加力前，龈沟液中有少量IL-17的表达;加力后，随着加力时间的延长，远中压力(D)侧和近中张力(M)侧都出现先增高后降低的变化趋势。双侧均在7d时达到最高水平(p＜0.05)，4w时均恢复值正常水平(p＞0.05)。压力侧的整体变化幅度要明显大于张力侧。
　　2.HE染色结果
　　A组牙周膜（periodontal ligament，PDL）宽度接近，纤维排列整齐，牙槽骨(alveolar bone，Ab)表面平整，无明显的成骨和破骨迹象。B组加力后，可见PDL宽度张力区增加，压力区变窄;5d和7d时，Ab边缘出现骨吸收陷窝及破骨细胞;14d时，压力区Ab表面的破骨细胞数目减少，张力区骨表面成骨细胞链状排列，并有新骨沉积。C组牙龈的沟内上皮发生糜烂、结合上皮向根方增殖;淋巴细胞及中性粒细胞大片浸润;牙槽嵴项高度降低。D组与B组相似。而E组牙周组织飞速破坏，破骨细胞数目倍增，14d时，牙槽骨基本吸收至根尖1/3甚至更少，同时牙根发生吸收，破骨细胞遍布满视野。
　　3.TRAP染色结果
　　正常牙周组织内可见零星散在的几个单核破骨细胞(mononuclear osteoclasts，MOC)，几乎无成熟的多核破骨细胞(osteoclasts，OC)。D组加力后MOC的数量增加，3d时，达到最多，且有融合趋势;5d时MOC融合而成的OC数量达到峰值，且多在压力侧固有牙槽骨表面的骨吸收陷窝内。
　　4.牙周组织中IL-17、RANKL、OPG的表达
　　IL-17定位于成纤维细胞、OC、血管内皮细胞的胞浆。A组正常牙周组织中IL-17为弱阳性表达;B组是加力后，随着加力时间的延长，牙周组织内IL-17表达出现先增高后降低的变化趋势，5d时最强阳性表达，14d时基本恢复至正常水平(p＞0.05)。C组炎性牙周组织内IL-17表达高于A组(p＜0.05)，随着炎症的消退，IL-17的表达强度逐渐下降。D组炎性加力后，随着加力时间的延长，牙周组织内IL-17表达同样表现为先增高后降低的变化趋势，5d时最强阳性表达，但14d时略高于正常水平(p＜0.05)。E组持续炎症加力后，牙周组织内IL-17表达呈不断增强状态。
　　RANKL及OPG主要定位于OC、成纤维细胞、血管内皮细胞、OB等的胞浆。正常牙周组织内两者均为弱阳性表达，炎性加力后3d开始，RANKL的表达量明显增强(p＜0.05)，且5d时最强阳性表达;OPG在早期表达较弱(p＞0.05)，加力5d表达量开始增强，7d时呈最强阳性表达(p＜0.05)。
　　炎性OTM的过程中，IL-17的表达与RANKL、OPG的表达量及OC的数量变化趋势相一致，且与RANKL/OPG比值具有密切的相关性(r2＞0.07)。
　　结论：
　　1.IL-17少量存在于健康牙周组织的龈沟液中，说明IL-17可能与正常牙周组织的生理性代谢相关。
　　2.正畸力作用下，龈沟液内的IL-17表达增加，且压力侧更为明显，提示IL-17参与了机械力作用下牙周组织改建，尤其是压力侧的改建过程。
　　3.IL-17在大鼠正常牙周组织中表达较弱，炎性牙周组织中表达增强，且随炎症的逐渐消退表达量减少，表明IL-17是牙周炎症的标志物之一。
　　4.炎性化学信号和机械力学信号共存时，两者会产生协同作用，引起IL-17释放增多，炎症效应叠加，影响牙周组织改建。
　　5.IL-17的表达变化规律与RANKL/OPG比值变化及OC数量变化规律一致且高度相关，推测IL-17可能通过RANKL/OPG的路径影响OC代谢，进而参与牙周组织改建。

目录

声明

摘要

英文缩写词

前言

第一部分 临床龈沟液中IL-17蛋白的检测

材料和方法

结果

讨论

小结

第二部分 正畸力作用下大鼠炎性牙周组织中IL-17的表达

材料与方法

结果

讨论

小结

第三部分 正畸力作用下IL-17参与炎性牙周改建调控机制的研究

材料和方法

结果

讨论

小结

全文总结

附图

参考文献

致谢

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