正畸牙齿移动是个非常复杂的过程,包括软组织适应性变化,骨组织改建,血液及相关因子的变化。其中最主要的是骨组织的变化,而骨组织变化与炎症反应密切相关。骨组织的适应性变化包括压力侧,发生炎症反应,促进破骨相关细胞活动从而产生骨质破坏,是正畸牙齿进行移动的前提;张力侧则相反,由于张力的刺激,进而促进成骨相关细胞的活动,从而骨质形成。Macrophage(巨噬细胞)作为固有免疫的重要细胞在炎症反应中具有重要意义,并且有文章指出macrophage在骨质改建过程中有重要意义,作为单核-巨噬细胞系统可以转变为破骨细胞进而调节破骨活动。Macrophage根据其作用划分为M1和M2两型macrophage,这两种细胞在各种理化环境下能相互转换。当机体发生炎症时,招募巨噬细胞进入炎症部位,各种炎性因子促进巨噬细胞向M1型极化,当炎症后期时,机体理化环境逐渐发生变化,诱导M1型macrophage转变为M2型macrophage进而促进炎症痊愈。周彦恒等[51,53]实验发现M1与M2型巨噬细胞的比率可以影响正畸牙齿的移动以及正畸牙齿移动过程中的牙根吸收。抑制M1型macrophage可以抑制牙齿的移动速率,而体内注射M1型macrophage可以缓解这种抑制。由此可以发现,M1与M2型macrophage在正畸牙齿的移动过程中具有重要的作用。Gsk-3β是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在Wnt和Rankl信号传导通路中具有重要的调节作用,可以调节骨稳态、骨改建以及炎症反应。有实验证明gsk-3β基因缺陷小鼠的股骨骨质明显的增加;注射Licl的大鼠在上颌扩弓过程中骨质增加更为明显;抑制gsk-3β可以抑制正畸牙齿移动过程中的牙根吸收。而且在正畸牙齿移动过程中与gsk-3β以及巨噬细胞极化相关因子都发生明显变化。因此,我们提出假设,在牙齿进行正畸移动过程中gsk-3β对巨噬细胞极化具有重要作用。实验分为三个部分:1.小鼠牙齿正畸移动模型的制作目的:探究建立小鼠正畸牙齿移动模型的可行性方法。方法:选用雄性10周龄C57小鼠30只,随机分为0、1、3、5、7d组。除0d组外,在每一只小鼠的上颌切牙与右侧的第一磨牙之间安置正畸拉簧。加力过程中定期检测拉簧的脱落状况,计算拉簧的脱落率。各组分别在相应时间处死,取材,固定后,扫描Micro CT观察牙齿移动状况。脱钙后进行冰冻切片,然后用HE染色和免疫荧光染色观察骨质改建。结果:Micro CT结果显示:第一磨牙与第二磨牙之间显现出明显的缝隙;HE染色显示牙根周围的压力区出现破骨细胞,存在骨组织的重建;免疫荧光trap染色显示压力侧存在破骨细胞,压力侧的牙周膜变窄。结论:小鼠牙齿移动模型制作成功。为后续实验奠定基础。2.体内探究正畸加力过程中gsk-3β对巨噬细胞极化的影响目的:探究gsk-3β对正畸牙齿移动距离的影响以及加力过程中巨噬细胞的变化。方法:分别选30只野生C57小鼠和20只gsk-3β基因敲除C57小鼠。野生C57小鼠和gsk-3β基因敲除C57小鼠各20只,正畸加力3d,5d,7d,14d(每组5只)后处死,取加力侧上颌骨固定后扫描Micro CT测量牙齿移动后第一磨牙与第二磨牙之间的距离,进行冰冻组织切片后,免疫荧光染色观察破骨细胞,巨噬细胞和M1型巨噬细胞变化。野生型10只腹腔注射Licl(隔天100ng/ml)加力3d,7d处死后扫描MicroCT。结果:gsk-3β基因敲除组与野生C57注射Licl组牙齿移动距离无统计学差异;与野生C57组同期结果相比,gsk-3β基因敲除小鼠牙齿移动距离明显降低,压力侧破骨细胞,巨噬细胞以及M1型巨噬细胞都减少,差异具有统计学意义。结论:gsk-3β基因敲除小鼠与野生小鼠相比正畸牙齿移动距离减少,巨噬细胞以及M1型巨噬细胞数量也减少,提示gsk-3β可能通过影响巨噬细胞极化来影响正畸牙齿移动。间接验证实验假设。3.体外验证gsk-3β对巨噬细胞极化的影响目的:体外验证gsk-3β对巨噬细胞极化的影响。方法:分别提取gsk-3β基因敲除小鼠和野生型小鼠腹腔巨噬细胞(各3只),细胞爬片培养一周后免疫荧光染色观察细胞阳性率;分别提取gsk-3β基因敲除小鼠和野生型C57小鼠腹腔macrophage(各3只),培养一周后,LPS(100ng/ml)诱导2d后,流式细胞检测(标记iNOS)M1型巨噬细胞比例。结果:巨噬细胞提取阳性率可达到90%以上;流式结果显示诱导后gsk-3β基因敲除小鼠腹腔M1型macrophage的阳性率明显低于野生型组。结论:gsk-3β可以影响巨噬细胞的极化。综上所述:gsk-3β作为一种重要的蛋白激酶可以通过影响巨噬细胞的极化来影响小鼠正畸牙齿移动。巨噬细胞极化在炎症和再生方面具有重要意义,该实验为调控巨噬细胞极化提供了一种新的思路,同时为进一步明确正畸牙齿移动的分子机制奠定了基础。