轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1誘導(dǎo)鼠牙槽骨缺損修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究

1、    轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子1誘導(dǎo)鼠牙槽骨缺損 修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究        【摘要】目的觀察轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子1 (transforming growth factor-1，TGF-1) 對(duì)鼠牙槽骨缺損修復(fù)的誘導(dǎo)作用。方法將20只實(shí)驗(yàn)小白鼠隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，在兩組動(dòng)物牙間牙槽骨人工制備2 mm×2.5 mm骨缺損區(qū), 實(shí)驗(yàn)組骨缺損區(qū)填入浸有TGF-1溶液的明膠海綿塊,對(duì)照組只填入明膠海綿塊。術(shù)后1、2周及1、3個(gè)月分別處死動(dòng)物，進(jìn)行組織學(xué)觀察。結(jié)果 實(shí)驗(yàn)組：術(shù)后

2、1周，骨缺損區(qū)周圍有炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，可見(jiàn)牙槽骨變性壞死；術(shù)后2周，炎性滲出明顯吸收，成纖維細(xì)胞、毛細(xì)血管生長(zhǎng)活躍，可見(jiàn)骨樣組織和少量骨組織；術(shù)后13個(gè)月，新生骨組織范圍擴(kuò)大，鈣化程度加強(qiáng)。 對(duì)照組：術(shù)后1周，骨缺損區(qū)周圍有大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)；術(shù)后2周，炎性滲出吸收，成纖維細(xì)胞 、毛細(xì)血管生長(zhǎng)活躍；術(shù)后1個(gè)月，骨缺損區(qū)周圍有成骨細(xì)胞；術(shù)后3個(gè)月，骨缺損邊緣有少量新骨沉積。結(jié)論TGF-1可誘導(dǎo)牙槽骨再生。【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子； 動(dòng)物，實(shí)驗(yàn)； 再生 The induction of transforming growth factor-1 in reparative process of mouse

3、experimental alveolar bone defectZHAO Shuxian，WANG Qiang，CHENG Zheng（Department of Oral Medicine， College of Stomatology, Xian Medical University, Xian 710004，China）【Abstract】ObjectiveTo study the induction of transforming growth factor-1(TGF-1) in reparative process of mouse experimental alveolar b

4、one defect. MethodsAlveolar bone defect were made in 20 mice at region. In twelve mice (experimental group),the defect was filled with gelatin sponge infiltrated by TGF-1 solution; in eight mice (control group), the defect was filled with gelatin sponge. The peripheral tissue coating alveolar bone d

5、efect was harvested for histopathologic study after 1 week, 2 weeks and 1 month, 3 months.Results The main histopathologic changes were: experimental group: inflammatory cell infiltration (1W); inflammatory cell disappearance, fibroblast and capillary tachyauxesis, osteoid tissue and small amount ne

6、oformative bone tissue appearance (2 W); fibrous tissue decrease, neoformative bone tissue enlarging and maturity (13 M). control group: inflammatory cell infiltration (1W); inflammatory cell disappearance, fibroblast and capillary tachyauxesis (2W); osteoblast appearance around bone defect (1M); sm

7、all amount neoformative bone tissue around bone defect. ConclusionTGF-1 can induce alveolar bone regeneration.【Key words】Transforming growth factor beta； Animals，laboratory； Regeneration 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor-,TGF-)是一簇相對(duì)分子質(zhì)量為25 000的同源雙鏈多肽蛋白,具有多種調(diào)節(jié)功能。大量的研究已證實(shí)，應(yīng)用外源性TGF-可明顯促進(jìn)創(chuàng)面愈合和組織修復(fù)1，2； 在

8、體內(nèi)可誘導(dǎo)新骨形成3；與牙骨質(zhì)和牙槽骨的再生密切相關(guān)4，5 。我們擬通過(guò)TGF-1用于治療鼠實(shí)驗(yàn)性牙槽骨缺損，觀察牙槽骨缺損修復(fù)過(guò)程中的組織學(xué)變化。材料和方法1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和主要試劑：昆明種小白鼠20只，雌性，體重3040 g（購(gòu)自西安醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物中心）；TGF-1(純品),濃度為 100 mg/L（購(gòu)自北京中山技術(shù)有限公司）。用TBS緩沖液(pH=7.6)稀釋TGF-1,使其濃度為2 mg/L，每次用量50 l。2.實(shí)驗(yàn)方法：將20只小白鼠隨機(jī)分為2組，實(shí)驗(yàn)組12只，對(duì)照組8只。2組動(dòng)物均在2%利多卡因（1.5 ml/kg）局部浸潤(rùn)麻醉下于牙間牙槽嵴處切開(kāi),分離牙齦及骨膜,暴露牙槽骨。用5號(hào)裂鉆

9、(3×105 r/min)制作出貫通唇舌側(cè)約2.0 mm×2.5 mm大小的人工骨缺損區(qū)，用0.9%生理鹽水反復(fù)沖洗創(chuàng)面并嚴(yán)密止血后，實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物骨缺損區(qū)填入浸有2 mg/L TGF-1 溶液50 l的明膠海綿塊，對(duì)照組骨缺損區(qū)只填入明膠海綿塊，嚴(yán)密關(guān)閉切口。術(shù)后除對(duì)照組1只動(dòng)物因腹瀉死亡外，其余動(dòng)物傷口均愈合良好。術(shù)后1周、2周、1個(gè)月及3個(gè)月實(shí)驗(yàn)組分別處死動(dòng)物3只，對(duì)照組分別處死2只，獲取包括骨缺損及在內(nèi)的骨組織塊，以10% 甲醛液固定，PL脫礦，石蠟包埋，切片，HE染色，光鏡觀察。結(jié)果1實(shí)驗(yàn)組：術(shù)后1周，牙槽骨人工缺損周圍可見(jiàn)牙槽骨和牙周膜組織變性壞死及大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)

10、（1），其間可見(jiàn)殘存的變性組織。術(shù)后2周，骨缺損處炎性細(xì)胞滲出明顯吸收，成纖維細(xì)胞和毛細(xì)血管生長(zhǎng)活躍，周邊有骨樣組織和少量骨組織形成（2）。術(shù)后3周，新生的骨組織范圍擴(kuò)大，鈣鹽沉積增多（3）。術(shù)后3個(gè)月，缺損處幾乎被新生骨組織充填，僅存少許纖維組織（4），周邊可見(jiàn)骨小梁形成。2對(duì)照組：術(shù)后1周，組組織學(xué)改變同實(shí)驗(yàn)組；術(shù)后2周，骨缺損區(qū)纖維組織彌漫，成纖維細(xì)胞和毛細(xì)血管生長(zhǎng)活躍；術(shù)后1個(gè)月，骨缺損區(qū)周邊可見(jiàn)成骨細(xì)胞；術(shù)后3個(gè)月，骨缺損區(qū)邊緣有少量新骨沉積，腔內(nèi)被纖維組織充滿。討論骨形成是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，在眾多的影響因素中，生長(zhǎng)因子的局部調(diào)節(jié)作用十分肯定。自Noda 和Camilliere6首

11、次發(fā)現(xiàn)TGF-在體內(nèi)的誘導(dǎo)新骨形成特性以來(lái),大量的研究證實(shí),TGF-是骨組織形成和改建的重要調(diào)節(jié)因子。TGF-促進(jìn)骨膜下間質(zhì)細(xì)胞增殖分化為成骨細(xì)胞和成軟骨細(xì)胞，成骨細(xì)胞合成大量膠原，最終導(dǎo)致新骨形成7 。骨器官體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，TGF-明顯刺激骨基質(zhì)的沉積8。TGF-可誘導(dǎo)人胚成骨細(xì)胞合成膠原蛋白，增加骨形成過(guò)程中膠原蛋白的含量，從而加速新骨基質(zhì)的形成；TGF-可增加堿性磷酸酶的表達(dá)，說(shuō)明除了TGF-對(duì)成骨細(xì)胞增殖的作用外，它還可影響成骨細(xì)胞由不成熟型向成熟型分化9。本實(shí)驗(yàn)組織學(xué)觀察表明:實(shí)驗(yàn)組牙槽骨缺損處2周時(shí)周邊出現(xiàn)成骨細(xì)胞,內(nèi)側(cè)有骨樣組織及少許骨組織形成,1個(gè)月時(shí)新骨自四周向中心堆積,鈣鹽

12、沉積增多,3個(gè)月時(shí)新生骨組織更加成熟；對(duì)照組牙槽骨缺損處1個(gè)月后周邊可見(jiàn)成骨細(xì)胞，3個(gè)月后牙槽骨缺損周邊僅有少量新骨形成。我們推測(cè)，TGF-1可通過(guò)刺激鼠牙槽骨成骨細(xì)胞增殖而不斷形成膠原蛋白，促進(jìn)新骨基質(zhì)形成及新骨沉積,并由不成熟型向成熟型轉(zhuǎn)化。TGF-是具有雙重效應(yīng)的生長(zhǎng)因子，在不同的條件下，TGF-對(duì)成骨細(xì)胞的作用不同。有研究發(fā)現(xiàn)，TGF-表現(xiàn)為抑制人胚成骨細(xì)胞DNA合成，同時(shí)又刺激膠原蛋白和堿性磷酸酶的合成，其作用強(qiáng)度在一定的TGF-濃度范圍內(nèi)呈劑量依賴性，隨劑量的增加而強(qiáng)度增大9。TGF-的作用結(jié)果不相同或存在相互矛盾的結(jié)果亦有文獻(xiàn)報(bào)道。國(guó)外有學(xué)者將TGF-與另外兩種生長(zhǎng)因子合用，以明

13、膠海綿作載體，用于治療狗的實(shí)驗(yàn)性牙槽骨洞穿缺損，結(jié)果創(chuàng)面愈合早期的新骨形成受到抑制。由此可見(jiàn)，TGF-對(duì)特定的靶細(xì)胞作用的性質(zhì)取決于許多參數(shù)，包括細(xì)胞類型及分化狀態(tài) 、生長(zhǎng)條件及其他生長(zhǎng)因子的存在 。本實(shí)驗(yàn)采用0.01 mg/L濃度的TGF-1溶液，以明膠海綿作載體治療鼠實(shí)驗(yàn)性牙槽骨缺損，結(jié)果表明該濃度的TGF-1可誘導(dǎo)鼠牙槽骨再生，至于其作用是否呈劑量依賴性及TGF-1溶液濃度的范圍，還有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)觀察。1光鏡下缺損區(qū)周邊大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)（HE×40）2光鏡下缺損區(qū)邊緣有骨樣組織（，HE×40）3光鏡下新生骨向中心堆積（，HE×40）4光鏡下新生骨組織鈣化

14、加強(qiáng)（，HE×40）（本文編輯：孔繁軍）基金項(xiàng)目：陜西省衛(wèi)生廳科研基金資助項(xiàng)目（97110）作者單位：趙淑賢（710004西安醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔內(nèi)科）王強(qiáng)（710004西安醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔內(nèi)科）程政（710004西安醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔內(nèi)科）景娟（710004西安醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔內(nèi)科）王敏（710004西安醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔內(nèi)科）參考文獻(xiàn)1，Sprm MB, Robert AB, Wakefield IM. Some recent advances in the chemistry and biology of TGF-. J Cell Biol, 1987,1

15、05:1 039-1 042. 2，孫玉鵬, 胡韻玉. 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-研究進(jìn)展. 中華骨科雜志，1994，14：505-507. 3，Lind M. Growth factors: possible new clinical tools. A review. Acta Orthop Scand, 1996,67:407-417. 4，Tenorio D, Cruchley A, Hughes FJ. Immunocytochemical investigation of the rat cementoblast phenotype. J Periodontol Res, 1993, 28(6

16、Pt 1): 411-419. 5，董廣英 , 綜述. 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子在牙周組織再生修復(fù)中的作用. 國(guó)外醫(yī)學(xué)口腔醫(yī)學(xué)分冊(cè)，1997，24：82-85. 6，Noda M, Camilliere JJ. In vivo stimulation of bone formation by transforming growth factor-beta. Endocrinology, 1989,124:2991-2994. 7，孫玉鵬 , 陸裕樸, 胡韻玉, 等. 牛血小板TGF-提取、純化及其誘導(dǎo)小鼠股骨成骨作用. 中華骨科雜志，1995，15：610-613. 8，Pfeilschifter J, Oechsner M, Naumann A, et al. Stimulation of bone matrix apposition in vitro by local grow