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年轻恒牙根尖周炎是临床上一种常见病、多发病。由于患牙的牙根尚未发育成熟,不及时治疗将导致患牙的松动,甚至提前脱落。现阶段治疗手段往往仅能形成根尖屏障,并不能解决牙根发育不足,根管粗大,冠根比例不协调等问题。所以,临床上急需探索新的治疗方法。近年来,利用组织工程技术进行组织修复越来越引起研究者兴趣,也为我们探索新的治疗根尖周组织缺损提供新的思路。根尖牙乳头干细胞(Stem Cells from the Apical Papilla,SCAP)是5种牙源性相关干细胞其中之一,对于牙本质及牙根发育具有重要作用,是修复根尖组织缺损理想细胞。本课题前期研究构建了永生化的根尖乳头干细胞(immortalized Stem Cells from the Apical Papilla,iSCAP),永生化后的细胞保持了原有细胞的多向分化的特性,并且解决了细胞数量不足的难题。骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein,BMP9)是BMP家族迄今发现的能够诱导干细胞成骨分化最强因子之一,本课题前期研究证实BMP9能够有效诱导iSCAP细胞成骨分化。近年来,随着组织工程技术的发展,微环境对于干细胞定向分化的作用的影响越来越受到研究者的重视。在根尖周炎炎性微环境下,会有大量炎症因子释放,其中肿瘤坏死因子α(tumournecrosisfactor-α,tnf-α)作为根尖周炎最重要的致炎因子之一,其在炎症期间大量释放对bmp9效诱导iscap细胞成骨分化的影响尚未可知。因此,本研究意在解决以下问题:(1)检测根尖周炎进展过程中tnf-α表达及其与根尖骨组织缺损的关系;(2)探讨过表达tnf-α对bmp9效诱导iscap细胞成骨分化的影响;(3)探讨在高浓度tnf-α(10ng/ml)的环境下,bmp9是否依然能够诱导根尖牙乳头干细胞成骨分化。为了探讨以上问题,本研究第一部分建立了牙根未发育完全的sd大鼠根尖周炎模型,分别在不同时间点micro-ct扫描并计算根尖阴影面积。我们发现牙根发育停止,根尖暗影开始于牙齿开髓后第3天,14天后至28天根尖暗影面积急剧增大,28天后暗影面积趋于稳定。采用了h&e染色方法观察根尖缺损区组织形态,发现骨质缺损区充满了结缔组织,并有大量炎性细胞浸润。免疫组织化学检测不同时间点tnf-α表达,发现根尖tnf-α阳性表达与根尖暗影面积呈正相关。第二部分探讨不同浓度的重组tnf-α蛋白(0.1ng/ml、1.0ng/ml、10ng/ml、100ng/ml)对bmp9诱导iscap细胞成骨分化的影响。发现alp表达在tnf-α(10ng/ml、100ng/ml)组显著降低,qpcr检测相关目的基因ocn、opn表达明显降低,钙盐沉积受到抑制,说明tnf-α(10ng/ml、100ng/ml)抑制bmp9诱导iscap细胞成骨分化。裸鼠体内的异位成骨实验发现,加入TNF-α(10 ng/ml)组较阳性对照组BMP9组异位骨质块体积明显减小,并且骨质内骨小梁密度低,数目少,Masson染色亦发现TNF-α(10 ng/ml)组骨质矿化程度低,骨质不成熟。为了探讨过表达BMP9是否能够在高浓度TNF-α(10 ng/ml)存在的情况下仍然能够促进iSCAP细胞成骨分化,第三部分我们逐步提高了Ad-BMP9表达,发现ALP表达逐渐上升,qPCR检测到OCN、OPN表达逐步提高,茜素红着色的晚期钙盐沉积结节增多,说明BMP9在高浓度TNF-α(10 ng/ml)存在的情况下仍然能够促进iSCAP细胞成骨分化。综上所述,TNF-α在根尖周炎炎症进展过程中大量释放,并且与根尖骨质缺损正相关。高浓度的TNF-α(10 ng/ml)能够显著抑制BMP9诱导iSCAP细胞成骨分化。BMP9仍然能在高浓度的TNF-α(10 ng/ml)环境下促进iSCAP细胞成骨分化。