机械应力作用下的骨细胞介导正畸牙移动机制的相关研究

发布时间：2017-08-16 17:23

  本文关键词：机械应力作用下的骨细胞介导正畸牙移动机制的相关研究

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【摘要】：目的经典的正畸牙移动理论认为,在正畸治疗中,当我们施加合适的力作用于牙齿时,首先引起牙周组织的改建,进而发生骨改建,最终使牙齿发生移动达到矫治目的。目前,普遍认为牙周膜细胞受力后的活化增殖是启动组织改建的关键和开端,骨重塑仅仅是牙周组织反应伴随的结局。然而,正畸临床上的一个现象引起了我们的注意,牵引埋伏牙助萌的过程多没有牙周膜组织参与,骨重塑依然会发生；另外选取植入微种植体作为支抗的病例,拍摄矫治前后锥形束CT(CBCT),通过CT三位配准技术发现,微种植体受力后也会产生位移。这是不是提示我们：埋伏牙和微种植体的移动是牙槽骨直接感受机械应力后的结果,而牙周膜并非埋伏牙(微种植体)移动的关键。于是我们把目光转向了骨细胞,在应力刺激下,成熟骨细胞可以分泌一种抑制成骨的蛋白-Sclerostin。越来越多的研究表明,Sclerostin是Wnt/p-catenin信号通路的胞外抑制剂,通过与Wnt蛋白竞争性地结合辅助受体LRP5/6抑制成骨细胞分化及活性；另外,Sclerostin通过竞争性结合BMP的Ⅰ型和Ⅱ型受体抑制TGF-β/BMP信号通路,从而抑制成骨细胞的分化及骨形成；而在SOST基因敲除小鼠的动物模型中,因为去除了Sclerostin对Wnt/β-catenin信号途径的抑制作用,成骨明显增加。由此可见,Sclerostin是骨重塑中非常重要的负性调控蛋白。综合前期相关研究,本实验通过对体外培养细胞施加牵引力模拟机体细胞受力环境,结合分子生物学检测方法,拟从细胞水平和分子生物学角度探讨Sclerostin在正畸牙齿移动过程中对骨重塑的影响及作用机制,进一步为正畸牙齿移动提供理论和实践依据。研究选取Saos2细胞来完成体外实验,Saos2细胞是人骨肉瘤细胞,具有骨细胞的特点,例如高表达成熟骨细胞的标记基因SOST,DMP1等,而低表达成骨细胞的标记基因RUNX2, COL1A1,并且在机械力的作用下分泌Sclerostin,是体外研究骨细胞的理想模型。方法观察机械力加载下细胞SOST基因和Sclerostin的表达变化以Saos2细胞株为研究对象,利用细胞加力仪对Saos2细胞施加牵张力,在加力0,1,2,4,6,12,24,48小时后,RT-PCR检测细胞SOST基因表达情况,ELISA检测细胞液中Sclerostin浓度变化。结果1.不同加力时间组Saos2细胞SOST基因表达变化以不加力组为对照组(即加力0h组),可见不加力组的Saos2细胞有SOST基因表达；在加载了机械牵张力以后,SOST基因表达发生变化,呈现先降后升的总体趋势：加力1h时即出现明显降低,差异具有统计学意义(p0.05)；并于加力6h时降到最低,达到波谷(p0.01)；加力12h时表达开始升高,差异具有统计学意义(p0.05),但仍低于对照组的表达水平(p0.01)；直至加力48h时,SOST相对表达量升高至对照组水平(p0.05)。2.不同加力时间组细胞培养液中Sclerostin表达变化与Real-time结果相似,以不加力组为对照组(即加力Oh组),可见不加力组的Saos2细胞培养液中有Sclerostin蛋白；在加载了机械牵张力以后,Sclerostin蛋白浓度发生变化,同样呈现先降后升的总体趋势：加力1h时开始降低,但差异无统计学意义(p0.05)；加力4h和6h时,蛋白浓度低于其它组,差异具有统计学意义(p0.01),但两组之间未见明显差异(p0.05,)；加力12h时表达开始升高,但仍低于对照组的表达水平(p0.01)；加力48h时相对表达量升高至对照组水平(p0.05)。结论1. Saos2细胞在机械力的作用下,随着加力时间的不同,SOST的表达有明显的变化,表明骨细胞参与了牙齿移动过程中的骨重塑,并且在完善正畸牙齿移动的机制中具有重要意义。2.机械力可使骨细胞SOST及蛋白的表达降低,表达量在4h-6h达到低谷,随后逐渐升高至正常水平；表明骨细胞可对力学刺激作出快速的、一过性的短暂表达反应。从细胞水平证实骨细胞参与了牙齿移动过程的骨重塑。3.此研究有助于更好地理解牙齿移动中的骨重塑。
【关键词】：骨重塑 Saos2细胞 Sclerostin 机械应力 牙齿移动
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R783.5
【目录】：

• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-12
• 符号说明12-13
• 前言13-16
• 材料与仪器16-19
• 实验方法与步骤19-27
• 实验结果27-28
• 讨论28-31
• 结论31-32
• 附图表32-36
• 参考文献36-41
• 致谢41-42
• 病例42-54
• 附件54

【参考文献】

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1 赵红斌;周焕发;曹敏丽;马慧;高明;;不同周期性应变对间充质干细胞形态变化的影响[J];生物医学工程研究;2009年03期

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本文编号：684536