力学刺激体外培养颌面肌细胞及功能矫形前伸下颌后大鼠浅层嚼肌兴奋-收缩单元表达变化的实验研究

摘要

在正畸功能矫形治疗中，“力”的使用无处不在，“力”的神奇充斥着整个过程。功能矫治器本身不产生任何机械力，而是通过改变下颌姿势位所引起的肌力改变发生作用。颌面骨骼肌是矫治力的主要介质，嚼肌则是人体参与功能矫形治疗的主要肌肉。在矫治过程中，嚼肌的张力、收缩状态、兴奋性都发生了适应性变化。二氢吡啶受体(dihydropyridinereceptors，DHPRs)和ryanodine受体(ryanodinereceptors，RyRs)是骨骼肌兴奋－收缩偶联的分子基础，作为肌膜和肌浆网Ca2+通道结构蛋白，是骨骼肌细胞肌膜和肌浆网信号传导，引发兴奋－收缩偶联最关键的一对受体，称之为兴奋－收缩单元。研究力学刺激对颌面骨骼肌DHPRs和RyRs表达的影响，对于阐明功能矫形中矫治力的传导以及颌面骨骼肌适应性改建的分子机制具有重要意义。 目的：构建体外培养颌面骨骼肌成肌细胞－力学刺激模型和功能矫形前伸大鼠下颌动物模型，从在体实验和体外实验两个角度，观察力学刺激体外培养的面颌肌细胞及功能矫治前伸下颌后SD大鼠浅层嚼肌DHPRs的功能亚基－α1亚基和RyRs表达水平的变化，对骨骼肌改建机制进行初2步探讨，为临床研究提供理论依据。 方法：(1)采用Blau法，取材出生后1～2天纯种SD大鼠乳鼠，用机械分离和酶消化法分离获取乳鼠颌面骨骼肌成肌细胞，进行体外培养、鉴定。采用Forcel四点弯曲加力装置(专利号：CN2534576Y)，以培养的成肌细胞为研究对象构建肌细胞体外培养－力学刺激模型，分别施加1h、4h、8h、12h、24h，2000μstrain，0.5Hz的张应力刺激后，收集细胞，运用荧光定量PCR技术测定成肌细胞DHPRα1亚基和RyRsmRNA变化量。(2)选择4～5周的雄性青春期SD大鼠为实验动物，用可摘式上颌斜面导板功能矫治器前伸大鼠下颌，建立动物模型。分别在矫治第7、14、21、28天处死动物，取浅层嚼肌，运用荧光定量PCR技术测定DHPRα1亚基和RyRsmRNA表达变化，westernblot技术检测DHPRα1亚基蛋白表达变化。 结果：(1)实验培养的SD大鼠颌面骨骼肌成肌细胞可以贴附于加力板上生长，细胞的形态正常，活力良好。成肌细胞DHPRα1基因和RyR基因在2000μstrain、0.5Hz、不同持续时间的周期性张应力刺激后其表达量变化没有统计学意义。各实验组均数都小于0，即各组加力样本与对照样本的差值为负，所含cDNA模板拷贝数小于对照样本，可以认为成肌细胞DHPRα1基因和RyR基因在2000μstrain、0.5Hz、不同持续时间的周期性张应力刺激后其表达量可能呈降低趋势。(2)动物实验研究发现，戴用矫治器后第14天大鼠浅层嚼肌DHPRsα1亚基在基因和蛋白水平表达都增加，第21天恢复到对照组水平，RyRs基因表达水平在第7天有所增高，第14天恢复到对照水平，两种受体都没有出现表达下调现象。两种受体的基因表达变化在时相上不一致。 结论：(1)体外培养的成肌细胞DHPRs和RyRs的变化很可能不是周期性张应力作用下细胞内Ca2+浓度改变的主要原因。(2)在前伸SD大3鼠下颌的动物实验研究中，DHPRα1亚基和RyRs基因表达水平和DHPRα1亚基的蛋白表达水平都发生了适应性变化，说明E-C单元的两种分子参与了功能矫形骨骼肌改建的过程，动物实验和体外实验的结果不一致，神经调节的缺如和体液环境的差别可能是体外实验中基因对应力刺激不敏感的主要原因。其变化规律也不同于能够导致骨骼肌损伤的异常牵张训练实验，可能和功能矫治过程使用轻力和间断力相关。 本研究提示：神经和体液支持是骨骼肌完成适应性改建的必要条件。在正畸临床功能矫形治疗过程中应使用柔和的力量，对于下颌后缩较多的患者，应该分步前导；同时，使用间断力也有利于肌肉组织在改建过程中的健康。

目录

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英文缩略词表

前 言

论文一周期性张应力对面颌肌细胞二氢吡啶受体α1亚基和 ryanodine受体mRNA表达影响的体外实验研究

1面颌肌细胞体外培养

2四点弯曲加力装置对体外培养面颌肌细胞的加力

3荧光定量PCR检测面颌肌细胞DHPRal亚基和RyR mRNA的表达变化

4结果

5讨论

6小结

论文二功能矫形前伸下颌后大鼠浅层嚼肌二氢吡啶受体αl 亚基mRNA和蛋白表达变化及ryanodine受体mRNA表达变化的动物实验研究

1大鼠下颌前伸模型

2荧光定量PCR检测大鼠浅层嚼肌DHPRal亚基和RyR mRNA的表达变化

3Western blot 检测大鼠浅层嚼肌DHPRa 1亚基蛋白表达的变化

4讨论

5小结

参考文献

全文总结

综述二氢吡啶受体DHPR和l型ryanodine受体Ryr-l与骨骼肌兴奋-收缩偶联

1骨骼肌结构及收缩原理

2兴奋-收缩单元

3结束语

参考文献

致 谢

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