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燃煤型氟中毒是我国常见的一种地方病，燃煤型氟斑牙是其最早出现的症状之一，目前燃煤型氟斑牙发病机制的探讨已成为地方性氟中毒防治研究的热点，从细胞和分子水平探讨燃煤型氟斑牙发病机制的研究报道不多。已有研究表明：牙胚细胞发育是一个多因子调控的过程，但涉及调控牙胚发育与牙齿发生之间联系的研究报道较少。本实验通过复制燃煤型氟斑牙大鼠动物模型，检测仔鼠牙胚组织中核糖体蛋白L5基因(ribosomal protein L5，Rpl5)，细胞核定位信号蛋白受体α2基因(karyopherinalpha2，Kpna2)，遍在蛋白缀合酶基因(ubiquitous-conjugating enzyme，E2D3)，钠钾ATP酶β3基因(Atpase Na K transporting beta3，Atpb3)和高尔基体P28基因(Cis-Golgi body p28，P28)的表达情况，探索其分子发病机制，为燃煤型氟斑牙防治提供理论依据。
目的：模拟燃煤型氟中毒病区环境，建立大鼠动物模型，研究燃煤型氟斑牙仔鼠下切牙牙胚组织Rpl5、Kpna2、E2D3、Atpb3和P28表达的差异，从细胞与分子水平初步探讨氟斑牙的发病机制。
方法：1.燃煤型高氟空气环境的建立：在封闭的动物饲养室内置一无烟囱三层煤炉，以高氟粘土拌煤为燃料模拟病区高氟空气环境，检测饲养室内空气氟含量。
2.实验动物及分组：36只3周龄SD大鼠，雌雄比例2:1，燃煤型实验组和对照组各18只。
3.动物模型的建立：大鼠适应性喂养一周后，实验组大鼠配以高氟煤烟空气和含氟量40mg/kg的饲料喂养，对照组以普通饲料喂养，8周后实验组和对照组分别以雌雄比例2:1同笼，同笼期间继续按照上述方法喂养直至仔鼠出生。每周观察亲代大鼠的牙齿长度和体重变化，每两周检测亲代大鼠血氟浓度变化，仔鼠出生后观察仔鼠一般生长情况。
4.仔鼠牙胚组织Rpl5、Kpna2、E2D3、Atpb3和P28表达的检测：切取鼠龄为1，3，5，7天仔鼠的下颌切牙唇侧以及根方牙胚生长密集区组织，HE染色病理切片定位后，利用荧光定量PCR观察燃煤型来源的过量氟对仔鼠下切牙牙胚组织Rpl5、Kpna2、E2D3、Atpb3、和p28表达的影响，根据扩增Ct值结果计算相关基因的差异表达。
结果：1.实验组高氟燃煤型空气环境中氟的含量：生火期平均空气氟浓度为44.45±0.18μg/m3、闭火期为10.08±1.40μg/m3。对照组空气氟浓度为0.62±0.07μg/m3。饮用水氟浓度为0.08mg/L。
2.实验动物生长指标的检测：①亲代大鼠及仔鼠生长情况变化：燃煤高氟空气环境下实验组动物较对照组反应迟钝，体重增长较慢，差异有统计学意义(P<0.05)。②血氟含量：随着摄氟时间的延长血氟含量逐渐增加，呈明显的上升趋势，实验组与对照组血氟含量差异比较有统计学意义(P<0.05)。③下切牙氟斑牙观测：实验开始后30天可观察到实验组大鼠出现氟斑牙临床表现基本症状：切牙表面出现棕白相间的横纹，比较规则，随着时间的推移，第45天时大鼠牙齿出现棕白相间的横纹逐渐变得不规则，条纹纹理较乱，间隙逐渐增大，并出现了灰白色的小斑块并逐渐演变成白垩色斑块，60天时出现小面积的釉质缺损，对照组大鼠未见明显牙外观改变。牙齿生长实验组较对照组缓慢，下切牙长度两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。④病理学形态观察：出生后1天的仔鼠牙胚所处时期的内釉上皮层细胞为矮柱状或立方状，胞核大而居中。提示为钟状期的早期。出生后3天的仔鼠牙胚所处时期的内釉上皮层细胞开始向成釉细胞转化，该层细胞出现了部分的极性倒置的现象，提示此时期为钟状期的中期。出生后5天时，细胞器重新定位，细胞核远离基底膜，出现了典型的极性倒置，提示为钟状期的晚期。出生后7天，细胞的变化与5天时的变化差异不大，成釉细胞逐渐成熟，是成釉细胞成熟期的表现。各时期实验组成釉细胞形态不如对照组规则，1天时处于钟状期早期，实验组成釉细胞成高柱状，与对照组相比排列稀疏不齐，偶见空泡性变，3天时成釉细胞发育成矮柱状，与对照组相比空泡性变明显。5天时，实验组成釉细胞成散在分布，与对照组相比分布不规则，7天时实验组成釉细胞形态紊乱，排列稀疏，胞核形状不规则，胞浆有空泡性变。3、牙胚组织Rpl5、Kpna2、E2D3、Atpb3和p28的表达结果：Rpl5、Kpna2、E2D3和p28在出生后1，3，5，7天的仔鼠牙胚组织中都呈低表达，Atpb3在第1，5，7天的牙胚组织中呈低表达，与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)。其中Rpl5基因在1，3天的表达严重低于对照组，Atpb3基因和E2D3基因在1天时的表达量也明显的低于对照组(P<0.05)。Kpna2、E2D3、Atpb3基因在5，7天时的表达量接近于对照组，但与对照组比较差异仍有统计学意义(P<0.05)。
结论：燃煤型氟斑牙病区高氟环境对大鼠及其子代的生长发育产生了一定影响，通过模拟高氟空气环境和饲予煤烘含过量氟的玉米建立成功了燃煤型氟斑牙大鼠动物模型。过量氟可能通过影响牙胚发育和蛋白质合成相关基因的表达影响牙胚组织的生长发育，从而导致了氟斑牙症状的出现。