实验诱导性咬合紊乱对大鼠髁突软骨中基质金属蛋白酶相关因子表达的影响

发布时间：2020-11-06 18:44

　　 TMD是一类口腔常见病。当疾病进展到骨关节炎阶段时,便出现关节软骨破坏。表现为关节软骨的降解、丧失,增生性骨赘形成,软骨下骨改建以及关节慢性炎症。在用不同动物建立的咬合紊乱的模型中都有软骨出现改变的报道。然而,尚未有出现类似骨关节炎病变的报道。 正常的软骨代谢中,细胞外基质成分的合成与降解保持着平衡。这一平衡一旦被打破将会影响关节软骨的功能。MMPs及TIMPs在这一破坏过程中有重要作用。MMPs家族能够降解细胞外基质成分。MMP-3主要由成纤维细胞、滑膜细胞和软骨细胞分泌。该酶能够降解软骨基质中大部分成分,例如聚集蛋白多糖、基底膜、弹性蛋白、层粘连蛋白、纤维蛋白连接素等。它还能够激活软骨中部分其它MMPs。MMP-9能够被MMP-3激活,以IV型和V型胶原为底物,在骨关节炎的进展过程中起重要作用。TIMPs是一类天然的MMPs内源性抑制剂,能够与MMPs形成1:1的结合,从而调节其活性。TIMP-1主要由结缔组织细胞和巨噬细胞分泌,能够抑制多种水解酶的活性。MMPs与TIMPs之间平衡的破坏是造成软骨基质进行性破坏的主要原因之一。聚集蛋白多糖(aggrecan)是一条分子量很大的、有聚集作用的含硫酸软骨素和硫酸角质素的蛋白多糖,也是在软骨中含量最多的蛋白多糖。 相关研究表明,MMP-3,-9,TIMP-1和aggrecan在骨关节炎软骨退行性变中起着重要作用。本课题组前期通过对大鼠建立咬合紊乱模型观察到了明显的髁突软骨改建以及关节盘增厚等等。本课题在此基础上研究上述因子在该过程中的变化,探讨不良咬合在TMD病因学上的作用。 在第四军医大学实验动物中心选用32只8周龄SD大鼠,雌雄各半。随机分为两个实验组和两个对照组,每组雌、雄各4只。采用正畸方法分别推左上、右下的第一、第三磨牙向近中、远中,形成咬合干扰。操作对照组动物实施相同的操作,但不分牙。分别在第8周、第12周处死动物,取髁突常规脱钙、石蜡包埋、HE及免疫组化染色。 结果发现: (1)HE染色,对照组髁突软骨表面光滑连续,可分为纤维层、增殖层、肥大层和钙化软骨层。增殖层和肥大层基质分布均匀。 实验组中,全部32个关节有12个观察到了核固缩和胞浆浓缩,软骨陷窝空虚、均质嗜伊红染色等典型退行性变。分别是雌8周实验组4个,雌12周实验组6个,雄12周实验组2个。病变区域面积在12周组和雌性组较大。值得注意的是,修复性增殖变化出现在雄性8周实验组1个、12周实验组2个关节,表现为髁突软骨后带出现肥大层突向钙化软骨层的钉突样变。病变区域主要集中在关节盘后附着深层相应髁突软骨肥大层。 (2)免疫组化染色,对照组中,肥大深层软骨细胞区域有较弱的MMP-3表达,关节表面和增殖层也有少量表达。 实验组中,MMP-3阳性细胞主要在肥大浅层呈带状分布。在关节盘后附着区域软骨明显的退行性和增殖性病变区域其表达较高。以处理因素作为主效应,实验组中MMP-3阳性细胞率较对照组中明显增高(P = 0.000)。性别与处理交互作用也有统计学意义(P = 0.007)。8周组与12周组无明显差异(P 0.05)。采用SNK-q检验,8周和12周雌性实验组中的表达分别高于其同龄雌性对照组,12周雄性实验组中表达也高于12周雄性对照组(P 0.05)。 (3)免疫组化染色,MMP-9在对照组中免疫组化阳性细胞主要分布在增殖层和肥大层浅层。肥大层深层表达较少,且较MMP-3表达强度弱,阳性细胞数少。 实验组中,均质嗜伊红染色等退行性变区域及细胞岛样增殖性区域附近有阳性表达。实验组表达高于对照组(P = 0.000)。性别与处理的交互作用有统计学差异(P = 0.024)。雌性12周组免疫组化阳性细胞率较同龄对照组高(P 0.05),雌性8周实验组和雄性8周、12周实验组与其相应对照组间无明显差别(P 0.05)。 (4)免疫组化染色,对照组中TIMP-1的免疫组化阳性细胞几乎分布在关节软骨全层。在增殖层和肥大层中,MMPs阳性区域TIMP-1表达也较明显。不同性别和时间表达基本相同。实验组中TIMP-1的表达高于对照组(P = 0.000)。在退行性和增殖性病变区域的表达相对较高。以处理、时间、性别为主效应,可知TIMP-1的表达实验组高于对照组(P = 0.000),12周组高于8周组(P = 0.000),雄性高于雌性(P = 0.012)。12周雌、雄性实验组中TIMP-1的表达均明显高于其同龄对照组(P 0.05)。 (5)聚集蛋白多糖在正常对照组软骨中均匀分布在增殖层和肥大层细胞外基质。 实验组中,聚集蛋白多糖的表达以肥大层为主。退行性病变区域表达较弱而增殖性变化区域表达无明显改变。以处理为主效应,实验组中聚集蛋白多糖表达低于对照组(P = 0.000)。由SNK-q检验,12周雌性实验组比同龄雌性对照组表达低(P 0.05)。其它亚组间未观察到此差异。 结论: (1)长期严重的咬合紊乱可以导致大鼠髁突软骨组织发生病理性变化,这一改建在不同性别有不同的表现,雌性大鼠髁突以退行性变化为主,而雄性大鼠在退行性变的同时,出现增殖性变化。 (2)MMP-3,-9参与了髁突的改建活动,在雌性实验组和退行性变区域表达相对较多,而在雄性组和增殖活动旺盛区域及不同时间点之间表达变化不显著。 (3)作为MMPs的内源性抑制剂,TIMP-1的表达在增殖和退行活跃区域相应增高,且随着MMPs的变化在实验组中升高,并随着处理时间的延长,其表达也升高。参与了髁突软骨的改建活动。二者之间相对含量的变化,可能左右着髁突改建的最终走向。 (4)在退行性变区域,聚集蛋白多糖表达也减弱,而在增殖性活跃区域其变化不明显,其变化反映了髁突软骨在咬合因素刺激下改建活动的变化。
【学位单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：R782.6
【部分图文】：

采用正畸皮圈推第一磨牙近中移动示意图：M1:第一磨牙M2：第二磨牙M3：第三磨牙E:正畸皮圈

隙至实验结束（图1-2）。对照组：采用同样的手法操作，但插入皮筋后即取出，相同环境饲养至实验结束。最终牙齿状态，如图1-3所示。图1-1采用正畸皮圈推第一磨牙近中移动示意图：M1:第一磨牙M2：第二磨M3：第三磨牙E:正畸皮圈

龄对照组（P < 0.05）。12 周雄性实验组中 TIMP-1 的表达较同龄雌性实验组中为高（P < 0.05）。8 周各实验组间没有明显差异（图 2-9）。图2-9 TIMP-1在大鼠髁突软骨中的表达3讨论MMP-3 是目前比较公认的与骨关节病关系密切的基质金属蛋白酶之一。它不仅能够降解软骨细胞外基质中的大部分成分，还能够激活 MMP-1、MMP-8、MMP-9，加速 ECM 的降解破坏[58]。Freemont 等[59]发现 MMP-3基因在 OA 的早期和后期的软骨深层均有高水平表达。Balkman 等[60]发现MMP-3 的 mRNA 在正常关节软骨和滑膜为低水平表达，而在 OA 病人的关节软骨和滑膜为高水平表达。在马的 OA 模型中，基质降解的病理改变和
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本文编号：2873522