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本研究通过建立颞下颌关节(TemporomandibularJoint,TMJ)源性关节痛模型,探讨NF-κB、TNF-α在TMJ源性关节痛中的组织分布及表达水平的变化,为明确TMJ源性关节痛机制提供初步研究依据。
研究目的:
1.建立颞下颌关节源性关节痛模型。
2.探讨NF-κB、TNF-α在TMJ源性关节痛中表达及意义。
研究材料与方法:
1.建立TMJ源性关节痛动物模型。
SD大鼠随机抽取50只作为实验组,左侧TMJ注入CFA(结核杆菌与油剂按1:1配制)50μL。分为实验1组(5只不处死),观察TMJ源性关节痛自然过程;实验2组(20只)不同时点处死,观察炎症程度的改变;实验3组(20只)不同时点处死,观察病理改变和fos蛋白的表达:实验4组(5只)观察机械异常性疼痛阈值。15只作为阴性对照组,左侧TMJ注入生理盐水50μL,阴性对照1组(5只)观察炎症程度的改变;阴性对照2组(5只)观察病理改变和fos蛋白的表达;阴性对照3组(5只)观察机械异常性疼痛阈值。5只作为空白对照组不做任何处理。每天观察动物的行为改变、体重变化、注射侧关节区水肿及血泪症。分别于2h、1天、3天、10天处死动物。其中实验3组,阴性对照2组及空白对照组进行心脏灌注,收集TMJ组织标本进行病理分析,脑干及颈髓固定后在-20℃冰冻切片,免疫组化检测fos蛋白。实验2组、阴性对照1组、空白对照组也于同样时点处死动物,处死动物前10分钟通过尾静脉注入伊文氏蓝,取关节组织标本,确定外渗范围并测定伊文氏蓝外渗浓度。
不同时点把vonfrey纤丝放在实验4组、阴性对照3组双侧TMJ表面皮肤,检测引起反应的克数。纤丝逐渐递增直到大鼠有后缩反应。每个纤丝每次测试均以1.5秒的时间均匀施压直到完全弯曲为止。重复5次,每次间隔5秒,能够在五个大鼠的测试中产生三个后缩反应的最小克数被认为是该时点的机械异常性疼痛阈值。
2.免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)TMJ源性关节痛动物模型20只,2h、1d、3d、10d处死动物,收集的TMJ组织标本固定、包埋、切片,进行IHC染色,检测TNF-α、NF-κB表达,光镜下观察。
3.酶联免疫吸附实验。
TMJ源性关节痛动物模型20只,同样时点处死动物,收集关节标本,冰浴下匀浆、提取总蛋白、测定蛋白含量,ELISA检测TNF-α浓度,计算细胞因子相当含量=细胞因子(pg/mL)/总蛋白(mg/mL)。
研究结果:
1.TMJ源性关节痛动物模型的确立。
实验组1d、3d、10d注射侧TMJ均出现水肿和血泪症,组织病理学检测发现1天部分滑膜增生2~3层,3天滑膜明显增生,10天滑膜增生成茸毛状。TMJ后区水肿,大量炎症细胞浸润,纤维素性渗出。髁状突无骨质破坏。
2h、1d、3d伊文氏蓝外渗浓度、fos蛋白表达水平逐渐升高与对照组相比有统计学意义(P<0.05):第10天下降,但fos蛋白表达与对照组相比仍然有统计学意义(P<0.05),伊文氏蓝则无统计学意义(P>0.05)。实验组和阴性对照组体重在注射后7天均出现生长停滞现象,行为无明显变化。
实验组注射侧2h可观察到疼痛阈值降低,1d达到最低值,随后逐渐上升,持续2周。与实验组对侧相比有统计学意义(P<0.05)。
2.IHC细胞因子分布特点。
实验组TNF-α2h、1天、3天在外渗炎症细胞、滑膜下层纤维原细胞、滑膜细胞、血管内皮细胞均有表达。第10天滑膜细胞、滑膜下层纤维原细胞表达阴性,血管内皮细胞、炎症细胞表达阳性。阴性对照组TNF-α反应阴性。实验组NF-κB2h、1天、3天在滑膜细胞和血管内皮细胞核表达,且核内表达逐渐升高,阴性对照组细胞质有少量表达,实验组与对照组相比有统计学意义(P<0.05)。第10天NF-κB阳性表达与对照组无统计学意义(P>0.05)。
3.细胞因子TNF-α表达水平的检测。
实验组2h、1天、3天TNF-α表达水平逐渐升高,第三天达到最大值,第10天下降下降,与对照组相比有统计学意义(P<0.05)。
4.NF-κB与TNF-α、NF-κB与fos蛋白的相关性分析NF-κB与TNF-α表达负相关(P=0.036,R=-0.496);NF-κB与fos蛋白表达显著相关(P=0.002,R=0.6782)。
研究结论:
1.CFA作为一种致痛物质,可以引起TMJ慢性疼痛,且局限、固定、较轻,稳定、持续时间较长,可以基本模拟临床上TMJ源性关节疼痛,提示可以作为一个比较理想的TMJ慢性疼痛模型。
2.TMJ源性关节疼痛时,NF-κB、TNF-α表达异常,提示二者参与了TMJ源性关节疼痛的病理过程,对TMJ源性关节疼痛的发生发展起了重要作用。