特发性甲状旁腺功能减退症对大鼠牙萌出的影响

摘要

目的 通过建立特发性甲状旁腺功能减退症(idiopathic hypoparathyroidism,IHP)动物模型,探究生长发育期甲状旁腺功能减退对牙萌出及牙釉质发育的影响,以及IHP影响牙萌出的作用机制.方法 选择出生后第7天(postnatal 7,P7;P14、P25、P38含义以此类推)的SD大鼠共48只,采用随机数字表法分为IHP组和假手术组,每组24只,用纳米碳负显影技术对IHP组大鼠行双侧甲状旁腺切除术(parathyroidectomy,PTX),对假手术组大鼠应用同样技术但不行PTX,术后检测大鼠血清钙、磷、甲状旁腺激素(parathyroid hormone,PTH)浓度,建立IHP模型.P14、P25及P38时分别处死大鼠并收集下颌骨样本,每组每个时点6只,通过显微CT分析下颌第三磨牙根方牙槽骨的骨微结构参数、下颌第三磨牙萌出高度及牙釉质体积.制备组织学石蜡切片,通过免疫组织化学染色检测大鼠第三磨牙周围牙槽骨中成骨标志物Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,RUNX2)、成骨细胞特异性转录因子(osterix,OSX)的分布及表达,抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase,TRAP)染色检测破骨细胞数量.分离下颌第三磨牙,显微硬度仪检测牙釉质硬度,扫描电镜观察牙釉质显微结构.另收集P14大鼠下颌骨,每组6只,体外分离培养牙囊细胞进行细胞集落形成实验.诱导牙囊细胞成骨向分化后用碱性磷酸酶染色和茜素红染色检测矿化程度.提取下颌骨组织及牙囊细胞mRNA,实时荧光定量PCR检测与成骨、破骨细胞分化和功能有关的基因及甲状旁腺激素受体-1(parathyroid hormone receptor 1,PTH1R)基因的表达.结果 通过双侧PTX成功建立大鼠IHP模型,术后IHP组大鼠血清钙及PTH浓度显著降低、血清磷浓度显著升高(P＜0.01).IHP组下颌第三磨牙牙釉质体积[(4.58±0.24)mm3]较假手术组[(5.22±0.46)mm3]显著减小(P＜0.05),牙釉质表面釉柱结构排列紊乱,显微硬度[(167.76±21.86)MPa]较假手术组[(223.92±10.94)MPa]显著降低(P＜0.01).IHP组下颌第三磨牙萌出高度显著低于假手术组(P＜0.05),根方牙槽骨骨体积分数、骨小梁数量均较假手术组显著减小(P＜0.05),根方牙槽骨中RUNX2、OSX蛋白表达均较假手术组显著降低(P＜0.05),冠方牙槽骨破骨细胞数量[(3.86±1.07)个]显著低于假手术组[(6.43±1.27)个](P＜0.01).IHP组牙囊细胞增殖活性较假手术组显著降低(P＜0.01).诱导成骨分化后,IHP组牙囊细胞矿化能力较假手术组减弱.与假手术组相比,IHP组下颌骨组织中RUNX2、OSX等成骨相关基因表达水平均显著降低(P＜0.05),核因子κB活化因子配体/骨保护素比值亦显著降低(P＜0.01),PTH1R的基因表达显著降低(P＜0.05).同时,IHP组牙囊细胞中RUNX2、OSX等成骨相关基因表达、核因子κB活化因子配体/骨保护素比值及PTH1R的基因表达也较假手术组显著降低(P＜0.01).结论 IHP可能通过抑制PTH/PTH1R信号通路,进而抑制牙囊细胞的增殖及成骨向分化、影响破骨细胞分化及功能,从而使牙萌出过程中牙胚周围牙槽骨的骨改建受阻,最终导致牙齿迟萌.