大鼠正畸牙齿移动过程中张力侧牙周组织RUNX2、OSX、OPN的表达

发布时间：2020-09-25 20:56

　　 在正畸临床治疗过程中，外界施加的机械力作用于牙齿引起牙周组织的改建，最终使牙齿发生移动而达到矫治目的。牙周组织包括牙周膜(periodontalligament, PDL)、牙槽骨、牙龈等，其中尤以牙槽骨的改建最为活跃，牙槽骨改建的实质则是骨形成和骨吸收的动态平衡过程。PDL在正畸治疗过程中扮演着重要的生理介质角色。正畸牙齿移动过程中PDL一侧受牵引，另一侧受压迫，产生代谢改变。张力侧的PDL纤维拉伸变长，牙周间隙增宽，胶原纤维和基质增生，成纤维细胞增殖，成骨细胞分化。压力侧的牙周组织受挤压而萎缩，牙周间隙变窄，血管受压血流量减少，胶原纤维和基质降解吸收，并分化出破骨细胞。在机械外力的刺激之下，牙周组织中具有多向分化潜能的成纤维细胞能够分化为成骨细胞，同时表达成骨相关因子，参与相关成骨反应和破骨反应，这也正是正畸骨改建的关键所在。 在机械外力刺激下牙周膜成纤维细胞(periodontal ligament cells,PDLCs)向成骨细胞转化的分子机制较为复杂，有多条信号及转导途径参与其中。例如：血管活性肽、骨形成蛋白-2(bone morphogenetic protein-2, BMP-2)、前列腺素E2(prostaglandin E2, PGE2)、白介素、胰岛素样生长因子-I (insulin-like growthfactors-I,IGF-I)、转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1, TGF-β1)、P物质、PGEl2和动力敏感钙离子通道等。同时也有研究发现，一些核内转录因子，比如核心结合因子α1、cJun、cFos和转录激活因子4等均参与到PDLCs向成骨细胞转化相关途径的调控，把细胞外的机械刺激转化为与之协调的细胞反应。其中成骨细胞特异性转录因子包括：Runt相关转录因子2(runt-relatedtranscription factor2, RUNX2)、Osterix (OSX)、骨桥蛋白(osteopontin, OPN)等都起着至关重要的调节作用。 RUNX相关因子是一类转录因子蛋白的总称。它们的分子结构中都含有一个由氨基酸所组成的DNA结构区。其中RUNX2是1997年被首次发现与控制骨组织的形成息息相关的转录因子，其结构含有1个Runt结构域、3个转录激活区(transcription activation domain, AD)、1个转录抑制区(transcriptionrepression domain, RD),它不仅控制骨的生长和形成，同时影响软骨组织的成熟，有研究表示它可能与破骨细胞分化并向血管入侵有关。RUNX2的适量表达可以促进成骨细胞的早期分化，同时RUNX2在胚胎发育成骨的各个阶段均有表达，这也说明了它与骨的生长发育关系十分密切。 Osterix基因是2002年由Kazuhisa等用消减抑制杂交法分离提取而得，隶属于Sp/XKLF家族，是一类含锌指结构的转录因子。它在前成骨细胞向成熟的成骨细胞分化以及成骨细胞的标志基因表达中都起到了非常重要的作用。相关研究表明OSX是成骨细胞分化和骨组织的发育中不可或缺的调节因子。与此同时，OSX在牙周组织以及牙齿的发育中也起到重要的作用。 骨桥蛋白OPN又叫骨桥素，于1983年由Herring等在骨基质中分离出来，后来一些学者分别在肾、内耳、平滑肌、巨噬细胞等不同的组织细胞中也发现了OPN。OPN是一种分泌型的磷酸化糖蛋白，属于非胶原蛋白分子的一种，同时也是成骨细胞的表型之一。在骨组织中，OPN可由成骨细胞、破骨细胞和骨细胞分泌，在成熟的骨组织中OPN主要集中于新骨形成等骨改建活跃的位置，其在骨吸收、骨基质矿化以及维持骨组织与周围组织的完整性中起着非常关键的作用。 本研究通过建立大鼠的正畸牙齿移动(orthodontic tooth movement, OTM)的动物模型，观察张力侧牙周组织中成骨相关因子RUNX2、OSX、OPN的表达情况，明确正畸力对牙周组织改建的影响及作用机制，为进一步系统性研究正畸力作用下牙周组织骨改建的分子生物学积累新的资料。 目的:观察SD大鼠OTM过程中张力侧牙周组织中RUNX2、OSX、OPN的表达，探讨RUNX2、OSX、OPN在OTM过程中的作用。 方法:选用清洁级健康雄性SD大鼠40只，6-8周龄，个体质量(200±10)g。实验动物随机分为4组，每组10只，分别为:正畸牙齿移动8h、24h、3d和7d组。安装正畸牙齿移动装置的SD大鼠左侧上颌第一磨牙为实验组，未安装实验装置的右侧上颌第一磨牙为自身对照组。10%水合氯醛经腹腔注射(3ml/kg)麻醉SD大鼠后将其固定，在SD大鼠的上前牙唇面及轴角处近颈部磨出深0.5~1.0mm轴沟，将实验侧上颌第一磨牙和前牙间用0．012英寸正畸不锈钢结扎丝固定正畸用镍钛螺旋拉簧，同时用正畸粘结剂加强固位，近中牵引大鼠的磨牙。分别在加力8h、24h、3d和7d后处死实验动物，取上颌骨制备组织标本。通过苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin staining, H-E)，免疫组织化学方法检测SD大鼠张力侧牙周组织中RUNX2、OSX、OPN的表达。 结果:张力侧牙周膜宽度随加力时间延长而增大，尤其在牙齿移动的第7d最为显著。牙槽骨边缘可见新生血管。在牙齿移动最初的8h和24h观察不到明显的阳性细胞和阳性区域。与对照组相比较，第24h,3d,7d可见RUNX2阳性细胞呈线性排列在牙槽骨和牙骨质边缘。同时牙槽骨和牙骨质周围可见大量OSX阳性细胞。第3d,7d可见OPN阳性区域遍布于牙周膜，尤其在新生牙槽骨边缘最为显著。 结论：OTM过程中，对照组张力侧PDL中RUNX2、OSX、OPN低表达。实验组张力侧PDL中RUNX2、OSX、OPN高表达，且具有统计学差异。初步证明RUNX2、OSX、OPN参与了OTM过程中的牙周组织的改建活动并与新骨的形成有密切关系。
【学位单位】：南京医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：R783.5
【部分图文】：

性 SD 大鼠 40 只， 6 ~ 8 周龄，个验动物随机分为 4 组，每组 10 只.安装牙齿正畸移动装置的 SD 大置的右侧上颌第一磨牙为自身对照立腹腔注射(3ml/kg)麻醉 SD 大鼠后将刚砂车针在大鼠的上颌切牙轴角颈沟，使用直径 0．25 mm 正畸不锈钢扎在大鼠左侧上颌第一磨牙和切牙子粘结剂加固。实验过程中如果脱g 的拉力，牵引上颌左侧第一磨牙

南京医科大学硕士学位论文 3. 结果3.1 苏木精-伊红染色对照组牙周膜结构较致密，胞浆以及胞核的结构都很清晰，纤维排列有序，牙周膜宽度均匀，成纤维细胞也均匀分布于牙周膜纤维之间。张力侧牙周膜宽度随加力时间延长而增大，尤其在牙齿移动的第 7d 最为显著。牙周膜纤维被拉长，细胞成分增多，牙槽骨边缘可见新生血管，牙槽骨和牙骨质表面可见活跃的成骨细胞和新骨沉积 （图 1）。

图 3 免疫组织化学染色观察大鼠正畸牙齿移动过程中张力侧牙周组织OPN,RUNX2,OSX的表达(箭头方向代表牙齿移动的方向，AB 牙槽骨，PDL 牙周膜，D 牙骨质)图 4 牙周组织中OPN,RUNX2 ,OSX平均光密度值P < 0.05，** P < 0.01和 *** P < 0.001表示各实验组和对照组相比较。#P < 0.05，##

【共引文献】

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本文编号：2827059