弱激光照射减轻实验性牙移动疼痛的分子机制研究

发布时间：2020-07-03 11:50

【摘要】：弱激光照射减轻实验性牙移动疼痛的分子机制研究疼痛是正畸治疗最大的副作用,减轻正畸疼痛,提高患者治疗期间的生活质量是非常必要和有意义的。为达到这一目的,正畸医生想出很多方法,如非甾体类抗炎药,经皮电刺激,麻醉凝胶,咀嚼口香糖等。但这些方法都有各种副作用或应用不简便等弊端。弱激光照射,被广泛应用于临床缓解疼痛,例如类风湿关节炎,治疗后神经痛,关节痛等都有明显疗效。激光治疗也已成功地用于缓解正畸治疗过程中由于牙齿移动导致的疼痛,而且这种方法有效,简便,无副作用。但其作用的机制仍不清楚,这方面的基础研究报道也非常少见。激光的临床应用需要先澄清其生物学机制。因此,低功率激光对机械应力刺激的牙周组织的照射作用机制有待阐明。正畸负荷导致牙周组织局部损伤,从而发生无菌性炎症反应,牙周组织释放多种重要的炎症介质,如细胞因子白细胞介素等。这些炎性细胞因子已经被证明能引起疼痛或痛觉过敏。正畸牙齿移动还可能通过刺激神经末梢释神经递质启动疼痛,如神经肽。研究表明实验性牙移动牙周膜及三叉神经节中降钙素基因相关肽(CGRP)、P物质(SP)、甘丙肽等神经肽表达增加,提示这些神经肽参与了正畸疼痛过程。除了炎症介质和神经递质,近年来还发现离子通道(如P2X3受体和河豚毒不敏感的Nav1.8钠离子通道)在伤害性疼痛信息的传递过程中有重要作用。另外,三叉神经节是在颜面部疼痛传输的初级中枢,三叉神经节中的小型和中等大小的神经元(感受器)是伤害性刺激的重要疼痛传感器。因此,减轻正畸疼痛可能的途径有抑制局部炎症因子的释放,促进血管形成,改善血运,抑制致痛性神经递质释放,促进内生性镇痛性递质释放,影响离子通道等。本实验组的前期研究已经发现,弱激光照射能明显促进实验性牙移动牙周组织的血管化,因此本研究将着力从弱激光对实验性牙移动过程中牙周膜中炎症介质,三叉神经节中致痛性神经递质,内源性镇痛物质及离子通道的影响进行研究。为弱激光照射减轻正畸疼痛提供客观证据,并从分子水平揭示其机制。 1.弱激光照射对实验性牙移动牙周组织局部炎症介质的影响目的：检测实验性牙移动各时间点牙周组织中IL-1β的表达情况,探讨弱激光照射对实验性牙移动所致的牙周组织中炎症介质合成和/或释放的影响。方法：健康雄性Wistar大鼠,体重(200±10)g,随机分为对照组、加力6h、12h、1d、2d、3d、5d、7d组,加力组左侧为非照射侧,右侧为弱激光照射侧。在大鼠上颌第一磨牙和切牙间置镍钛螺簧,50g力拉磨牙向近中。加力组右侧前三天进行弱激光照射,Ga-Al-As低能量半导体激光器,808nm,100mW,颊舌侧各照3min,每天一次。各组实验动物分别于相应的时间点脱臼处死,取上颌第一磨牙及其牙周组织,用放射免疫法检测各样本中IL-1β的浓度。结果：实验组非照射侧牙周组织中IL-1β加力后6小时表达明显增加,3天达高峰,以后逐渐减少,但7天组仍高于对照组；照射侧各相应时间点IL-1β表达明显低于非照射侧结论：IL-1β参与了实验性牙移动疼痛的产生；弱激光照射能够抑制实验性牙移动所致牙周组织中炎症介质IL-1β的合成和/或释放。 2.弱激光照射对实验性牙移动初级传入中枢三叉神经节中神经肽的影响目的：观察各实验组三叉神经节中CGRP和GAL的表达,探讨弱激光照射对实验性牙移动过程中神经递质的合成和/或释放的影响方法：动物模型建立及弱激光照射方法同实验一。各组实验动物分别有5只于相应的时间点脱臼处死,取新鲜三叉神经节,RT-PCR法检测CGRP和GAL在三叉神经节在中的基因表达,Western blot法检测二者在三叉神经节在中的蛋白表达。各组实验动物另有5只,4%多聚甲醛心脏灌注处死,取三叉神经节,多聚甲醛固定,免疫组织化学方法观察CGRP和GAL在三叉神经节中的表达和分布。结果：①空白对照组仅有少数神经节细胞表达CGRP,为弱阳性表达；照射侧CGRP表达变化的时程与未照射侧相似,实验性牙移动6小时,可见三叉神经节内阳性细胞数没有明显变化甚至减少,12小时组可见阳性细胞数开始增加,1天后增加明显,3天组达高峰,5天组开始下降,7天组免疫阳性表达明显减弱。但1天后各实验组照射侧阳性细胞数均少于非照射侧,染色强度也弱于非照射侧。 ②三叉神经节中的CGRP mRNA在正畸加力过程中表达增加,加力非照射侧加力后6h明显增加,12h组表达略有减少,1d后开始增加,3d时达峰值,5d,7d又开始减少,但仍高于对照组。照射侧6h组、12h组与对照组无明显差别,但12h组与6h组比有显著性差异,表达开始增加,于2d达峰值,但从3d组开始减少,7d表达最少,但仍高于对照组。照射侧与非照射侧比,除了12h组两侧无明显差别,其余各实验组照射侧CGRP mRNA表达始终低于非照射侧。 ③Western blot检测结果显示加力未照射侧与照射侧CGRP蛋白随时间表达变化情况基本相似：6h组与对照组比未见显著性增加,其余各组与对照组比均有显著增加。CGRP蛋白表达量随时间变化逐渐增加,3d达高峰,以后逐渐下降,但7天时仍高于对照组。从12h起至5d照射侧各组蛋白表达量均低于未照射侧,P0.05。 ④加力6小时组大鼠TG中GAL免疫阳性节细胞面积与对照组相比无明显差异；12h组、1天组加力侧GAL免疫阳性节细胞面积增多(P0.05),3天组、5天组、7d组加力组GAL免疫阳性细胞面积与对照组相比有显著差异(P0.01)。而照射侧和非照射侧比,6h组无明显差别,而从12h开始至加力7天,各实验组照射侧三叉神经节GAL免疫阳性节细胞面积及强度均强于非照射侧。 ⑤三叉神经节中的甘丙肽mRNA在正畸加力过程中表达增加,加力非照射侧加力后6h变化不明显,12h组表达明显增加,3d达峰值。照射侧6h组变化不明显,12h组表达明显增加,5d达峰值,7d明显减少。不管变化的趋势如何,从12h至5d照射侧甘丙肽mRNA表达始终高于非照射侧,只有7d时照射侧低于非照射侧。 ⑥Western blot法检测发现GAL随时间表达变化的趋势与CGRP相似,但其高峰期出现于5d,且从12h起照射侧各组蛋白表达量均高于未照射侧。结论：①CGRP和GAL参与了实验性牙移动过程；②实验性牙移动过程中,LLLT抑制致痛性神经肽CGRP在TG合成和表达,促进镇痛性神经肽GAL的合成和表达。 3. LLLT对实验性牙移动初级传入中枢TG中P2X3受体和Navl.8(?)内离子通道的影响目的：检测牙移动过程中TG中P2X3,Nav1.8的基因表达,探讨LLLT对实验性牙移动过程中离子通道的影响。方法：动物模型建立及弱激光照射同实验一,各组实验动物分别于相应的时间点脱臼处死,取新鲜三叉神经节,实时定量PCR法检测P2X3,Nav1.8基因表达。结果： ①未照射侧和照射侧P2X3基因均于加力后12小时开始增加,3天时达峰值,以后逐渐下降,但直至7天其表达仍高于对照组。照射侧和未照射侧比,从12h组开始照射侧表达均低于未照射侧,有统计学差异,其中12h,1d,2d,5d和7d组,P0.05；3d组P0.01 ②非照射侧Nav1.8基因表达从6h组开始增加,3d达高峰,5d开始下降,7d更低但高于对照组。照射侧6h组与对照组无明显差异,12h组开始明显增加但与未照射侧无明显差别,3d达高峰,5d开始减少,但1d,2d,3d,5d,照射侧表达均低于为照射侧,7d两侧无明显差异。结论：①P2X3受体和Nav1.8离子通道参与了实验性牙移动的疼痛过程；②LLLT能够抑制牙移动过程中TG中P2X3, Nav1.8的基因表达。综上所述,弱激光照射减轻正畸疼痛的机制可能是多方面作用综合的结果,包括抑制局部炎症因子的释放,促进血管改建,改善血运,抑制致痛性神经递质释放,促进内生性镇痛性递质释放,影响离子通道等,为弱激光照射减轻正畸疼痛提供客观证据,为其临床应用提供理论基础。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R783.5

【引证文献】