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目的:
本研究利用合成的糖基化终产物(advanced glycation end products,AGEs)作用于体外培养的人牙龈成纤维细胞(human gingival fibroblast,HGF),观察AGEs对HGF增殖能力和Ⅰ型胶原合成的影响,从细胞水平和分子水平探讨AGEs对牙周组织修复功能的作用以及在伴有糖尿病牙周炎中的致病机理。
方法:
①采用组织块法进行HGF的原代培养,倒置相差显微镜下观察细胞生长状态。取第3代HGF用SABC法进行波形丝蛋白和角蛋白染色以鉴定细胞来源。体外合成糖基化修饰的人血清白蛋白(advanced glycation end product-human serum albumin,AGE-HSA)。将制备好的AGE-HSA用荧光光谱法进行鉴定,同时测定其内毒素的含量。配制不同种类的AGE-HSA预备溶液,按体积分数稀释成各种浓度。
②取第4代生长良好的HGF,胰酶消化后以2.5×10<4>个/ml等量接种于96孔板。当细胞长至相互融合时,分别与100μg/ml高糖AGE-HSA,50、100、200μg/ml(低糖)AGE-HSA预备溶液共培养。收集培养第1、2、3d的细胞,用MTT法测定细胞的增殖情况并计算细胞的抑制率。
③取第3代生长良好的HGF,胰酶消化后以3.5×10<5>个/ml等量接种于25 cm<2>塑料培养瓶中。当细胞长至相互融合时,分别与50、5、0.5μg/ml AGE-HSA共培养72 h后,收集各组细胞上清液和提取其胞内蛋白,用ELISA测定HGF胞内外Ⅰ型胶原蛋白的水平。
④将HGF分别与不同浓度AGE-HSA(50、5、0.5μg/ml)培养72 h后,提取各组细胞的总RNA,通过实时定量RT-PCR检测HGF Ⅰ型胶原mRNA的表达水平。
结果:
①HGF最早在第6 d从组织块中爬出,大多呈梭形,胞浆丰满,核仁清晰。一般2到3周长满瓶底,可进行传代。免疫组化结果显示HGF波形丝蛋白染色为阳性,角蛋白染色为阴性,提示该细胞来源于中胚层,非上皮来源的细胞。制备的AGE-HSA样本中,AGE-HSA为棕褐色,荧光值为70.56 U/mg蛋白,而HSA对照样本为2.21 U/mg蛋白。以上所有样本经内毒索含量测定,均<10 pg/ml。蛋白分析仪测得AGE-HSA浓度是6.9mg/ml。
②MTT结果显示:50μg/ml AGE-HSA作用于HGF的第1 d,100 μg/ml AGE-HSA处理HGF的第1和第2 d,以及200 μg/ml和高糖100μg/ml AGE-HSA与HGF复合培养的第1、2、3 d,其OD值都低于相应的对照组(p<0.05);200μg/ml AGE-HSA在复合培养的后两天,其OD值比其它低糖组的低(p<0.05);在与HGF共培养的第1 d,50 μg/ml AGE-HSA组的OD值高于其他低糖AGE-HSA组(p<0.05)。低糖AGE-HSA对HGF抑制作用随其浓度升高而增强,而高糖100μg/ml组抑制作用则呈时间依赖关系(第3 d>第2 d>第1 d),同时其在各时间点的抑制率都比同浓度低糖AGE-HSA组高。
③ELISA结果统计分析显示各AGE-HSA组HGF胞内外Ⅰ型胶原水平低于对照组(p<0.05)。另外,不同浓度组之间分泌的Ⅰ型胶原水平没有差异(p>0.05),而各浓度组胞内Ⅰ型胶原蛋白水平则存在差异(p<0.05)。
④AGE-HSA处理72 h后,HGF Ⅰ型胶原mRNA表达下调。
结论:
①AGEs能抑制HGF的增殖,抑制程度与AGEs浓度和作用时间呈依赖关系。同时高糖能促进这种抑制作用。
②AGEs降低了HGF Ⅰ型胶原mRNA的表达和Ⅰ型胶原蛋白合成的量,从而可能削弱了牙周组织愈合能力,进一步加重伴有糖尿病的牙周病变。