组织蛋白酶C在牙周炎症反应中的功能初探

发布时间：2017-11-14 06:35

  本文关键词：组织蛋白酶C在牙周炎症反应中的功能初探

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【摘要】：掌跖角化-牙周破坏综合征(Papillon-Lefèvre syndrome,PLS)是一种罕见的常染色体隐性遗传病,严重的早发性牙周炎是其主要的临床表现之一。患者通常在乳牙期即发病,炎症一直持续至恒牙期,最终可导致牙齿脱落。多数患者还可同时伴有掌跖、膝盖等部位皮肤的角化异常。目前研究已经证实,组织蛋白酶C基因(cathepsin C gene,CTSC)突变是PLS的致病基础,但是具体机制尚不清楚。组织蛋白酶C,又称二肽肽酶I(Dipeptidyl peptidase I,DPPI)是一类溶酶体半胱氨酸蛋白酶,参与机体细胞内蛋白质的降解。现有的研究表明,组织蛋白酶C对激活杀伤性T细胞(又称细胞毒性T淋巴细胞,Cytotoxic T lymphocyte,CTL)中粒酶A和粒酶B,从而使CTL发挥正常的免疫功能有重要作用,因此CTSC突变导致的组织蛋白酶C异常表达可能会导致机体抗感染能力减弱,从而引发和加重炎症反应。但是,关于组织蛋白酶C表达异常所造成的PLS临床病损为何会主要集中在牙周组织的破坏以及多部位上皮的角化异常,其原因和机制目前尚无合理解释。探究组织蛋白酶C在牙周炎症反应中的功用,对于明确PLS的发病及牙周组织的自我保护机制具有重要意义。研究目的:1.观察不同状态下牙龈上皮细胞中组织蛋白酶C的表达差异,初步探讨其与上皮细胞分化、免疫功能的关系;2.通过基因敲除小鼠探讨CTSC缺失对牙周组织炎症反应的影响,进一步明确组织蛋白酶C在牙周组织炎症反应中可能承担的角色。研究方法:1.探究不同状态下牙龈组织中组织蛋白酶C表达变化:采用Real-time PCR方法检测并比较健康牙龈、牙龈炎牙龈以及牙周炎牙龈组织中CTSC基因表达的差异;采用免疫组织化学法检测并比较上述3种状态下组织蛋白酶C表达的差异。2.探究牙龈上皮组织中组织蛋白酶C表达变化与上皮细胞分化的关系:利用免疫组化染色观察比较人健康牙龈、牙龈炎牙龈以及牙周炎牙龈的上皮分化相关指标CK10、CK19的表达情况并分析其与相同状态下组织蛋白酶C表达的相关性。3.探究牙龈上皮组织中组织蛋白酶C的表达变化与上皮细胞免疫的关系:利用免疫组化染色观察比较人健康牙龈、牙龈炎牙龈以及牙周炎牙龈的Toll样受体4(Toll like receptor 4,TLR4)的表达情况并分析其与相同状态下组织蛋白酶C表达的相关性。4.建立小鼠牙周炎模型并观察牙周炎症反应:采用向CTSC基因敲除C57小鼠和野生型C57小鼠的牙周组织局部注射大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)的方法建立小鼠切牙牙周炎模型及磨牙牙周炎模型。Micro-CT扫描,进行切牙区牙槽骨体积以及磨牙区牙槽骨高度的变化量分析;HE染色观察比较CTSC基因敲除鼠和野生型鼠牙周组织的炎症水平,并进行差异分析。研究结果:1.Real-time PCR结果显示:牙龈炎和牙周炎状态下牙龈组织中CTSC的表达量显著高于健康状态下牙龈组织中CTSC表达量;牙龈炎和牙周炎组织中CTSC基因的表达量未见明显差异。免疫组化结果显示:健康状态下,组织蛋白酶C在牙龈上皮中仅有散在地少量表达,而牙龈炎和牙周炎状态下牙龈组织中组织蛋白酶C的表达阳性率明显增加,且表达位置主要位于牙龈上皮的基底上层,尤其是上皮表层表达最强,结缔组织内几乎没有组织蛋白酶C表达;牙龈炎和牙周炎组组织蛋白酶C阳性表达细胞比例及表达强度无显著差异。2.免疫组化结果显示:在牙周发生炎症反应时,伴随CTSC表达增高的同时,上皮细胞的分化发生了改变,CK19在基底上层出现散在的表达,CK10的表达则明显增加,且与CTSC表达变化趋势同步,提示组织蛋白酶C可能与上皮分化功能的改变有关。3.免疫组化结果显示:与CTSC的变化趋势类似,在牙周炎症时,TLR4在牙龈上皮的表达明显增加,且主要集中于上皮表层位置,提示组织蛋白酶C可能与上皮免疫功能的发挥存在一定关系。4.对CTSC基因敲除鼠和野生型鼠建模后,通过比较小鼠切牙区实验前后及磨牙区实验侧和对照侧牙槽骨的骨量及高度,结果令人惊讶。与人类不同,野生型鼠相比建模前,牙槽骨骨量及高度均发生了明显的降低,而CTSC基因敲除鼠未见明显变化。HE染色结果显示:野生型鼠牙周组织中有大量的炎性细胞浸润,并且牙槽骨以及牙周膜纤维的破坏程度也明显高于CTSC基因敲除鼠。免疫组化结果显示:野生型鼠牙周组织中表达NF-κB的细胞数明显多于CTSC基因敲除鼠。故,组织蛋白酶C缺失在小鼠牙周发生炎症时,反而对牙周组织产生一种“保护”作用。通过进一步的免疫组化染色发现,CTSC在人类和鼠的牙周组织中表达模式存在差异,人牙龈上皮的组织蛋白酶C主要表达于基底上层,尤其是近表皮层;而在鼠牙龈组织中,组织蛋白酶C主要表达于上皮的基底层以及临近基底的部分基底上层,表皮层未见明显表达,这可能与CTSC基因敲除小鼠体内出现的牙周保护作用存在一定关系。结论:1.组织蛋白酶C在炎症状态的牙龈上皮细胞中表达明显增强,说明其在牙周组织的炎症反应中具有重要的作用。2.组织蛋白酶C在牙龈上皮细胞中的表达变化,伴随着细胞分化状态和上皮细胞免疫状态的改变。3.CTSC基因缺失对小鼠炎症刺激下诱导牙周组织发生破坏可能具有一定的“保护”作用,而CTSC基因缺失对人牙周炎症反应具有截然相反的影响,这种不同结局的造成可能与CTSC的表达模式及人鼠的种属差异有关。
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R781.42

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本文编号：1184286