缺氧對牙周炎大鼠模型MMP—2和MMP—3的影響研究.pdf

1、牙周病是侵犯牙齦和牙周支持組織的慢性炎癥性破壞性疾病,其特征性病變包括牙齒的支持結構--細胞外基質(extracellular matrix,ECM)中的牙周膠原纖維的破壞。牙周病的發(fā)生、發(fā)展不僅與局部因素如菌斑、創(chuàng)傷等有關,環(huán)境因素也是造成牙周病高發(fā)的重要原因之一。高原地區(qū)的口腔衛(wèi)生狀況、保健意識、儀器設備、醫(yī)療技術相對落后,但主要是高原特殊的環(huán)境造成了牙周病發(fā)病率增高。牙周組織對缺氧敏感,缺氧環(huán)境直接影響牙周組織細胞代謝,使其發(fā)生一

2、系列復雜的病理生理反應。此外,缺氧使得牙周組織的血供流量減少,造成其供氧不足和有毒物質堆積,從而導致牙周防御能力、抗細菌能力以及修復功能下降。促使牙周組織破壞的致病菌主要是齦下菌斑中的厭氧菌和兼性厭氧菌。缺氧使得動脈血氧分壓低,動脈氧飽和度下降,有利于齦下菌斑中厭氧菌和兼性厭氧菌的生長增殖。另外,涎腺受缺氧環(huán)境的影響,分泌功能受限,導致口腔自潔作用差,易發(fā)生牙周組織炎癥?；|金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases

3、,MMPs)是一類活性依賴于鋅離子和鈣離子,且蛋白結構相似,編碼基因與膠原酶基因同源的蛋白分解酶家族。其能降解諸如膠原、蛋白聚糖等細胞外基質成分,被認為是牙周組織破壞的主要侵襲者。目前國內外研究多集中于常氧環(huán)境下牙周病中MMPs的變化以及局部地區(qū)小范圍、小樣本的高原牙周病流行病學調查,該病病因學研究甚少,因而高原牙周病發(fā)病機制的研究成為口腔領域關注和需要解決的重點。目的:本研究擬通過模擬海拔5000m缺氧,建立牙周炎大鼠模型,研究其病理

4、改變,探討模擬高原缺氧對牙周炎大鼠模型血清中MMP-2和MMP-3含量影響,從而為高原牙周病診斷提供理論和實驗依據。比較常氧與模擬高原缺氧環(huán)境下牙周炎大鼠模型牙齦組織中MMP-2和MMP-3酶活性變化,以期為高原牙周病的防治打下堅實的基礎。研究模擬高原缺氧對牙周炎大鼠模型牙周組織中MMP-2和MMP-3表達的影響,探討其在高原牙周病發(fā)病機制中的作用。材料與方法:1、體重(200±10)g,健康清潔級Sprague-Dawley大鼠80只

5、(雌雄各半),隨機分為正常對照組(N)、常氧牙周炎組(P1)、缺氧對照組(H)、缺氧牙周炎組(P2),每組20只。其中常氧牙周炎組和缺氧牙周炎組采用牙頸部結扎等多種方法聯合造模,造模時間共8周,在此期間正常對照組、常氧牙周炎組常規(guī)實驗室(海拔高度308m)內進行飼養(yǎng)。缺氧對照組、缺氧牙周炎組每天進入低壓艙(模擬海拔高度5000m)23h。觀察各組大鼠實驗牙HE染色和牙周各項臨床指標(牙齦指數GI、菌斑指數PLI、探診深度PD、牙槽骨吸收

6、度ABL),判斷造模是否成功。2、牙周炎大鼠模型成功建立后,采用ELISA法檢測實驗大鼠血清中MMP-2和MMP-3含量變化。3、建立牙周炎大鼠模型后,將造模成功的實驗大鼠每組隨機抽取8只,分別利用明膠酶活性分析(gelatin zymography)和酪蛋白酶活性分析(casein zymography),檢測實驗大鼠牙齦組織中活化形式MMP-2和MMP-3的變化。4、牙周炎大鼠模型成功建立后,每組隨機抽取8只實驗大鼠,利用免疫組化P

7、V法檢測實驗大鼠牙周組織中MMP-2和MMP-3表達變化。結果:1、造模8周后HE結果顯示:正常對照組和缺氧對照組結合上皮無病理性改變,牙周膜纖維排列整齊,細胞排列有序,牙槽嵴無明顯吸收,牙槽骨無明顯破壞。常氧牙周炎組和缺氧牙周炎組結合上皮根方遷移,齦溝上皮出現糜爛,向結締組織內增生呈網眼狀,并可見中性粒細胞、淋巴細胞等炎癥細胞;牙周膜間隙增寬,結構疏松,纖維、細胞排列雜亂無序。牙齦指數(GI)、探診深度(PD)和牙槽骨吸收度(ABL)

8、以正常對照組最低,其次為缺氧對照組、常氧牙周炎組,缺氧牙周炎組最高,正常對照組與常氧牙周炎組、缺氧對照組與缺氧牙周炎組、正常對照組與缺氧對照組、常氧牙周炎組與缺氧牙周炎組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。菌斑指數(PLI)以正常和缺氧兩對照組最輕,均明顯低于常氧、缺氧兩牙周炎組(P＜0.05),正常對照組與缺氧對照組、常氧牙周炎組與缺氧牙周炎組之間比較均無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)。模型成功建立后,常氧牙周炎組和缺氧牙周炎組血清中M

9、MP-2和MMP-3含量均明顯增高,分別與正常對照組和缺氧對照組比較有統(tǒng)計學差異(P＜0.05),其中以缺氧牙周炎組最高,缺氧對照組亦高于正常對照組(P＜0.05)。2、建立牙周炎大鼠模型后,實驗大鼠牙齦組織中活化形式MMP-2和MMP-3以正常對照組最低,依次為缺氧對照組、常氧牙周炎組,缺氧牙周炎組最高。統(tǒng)計學分析正常對照組與常氧牙周炎組、缺氧對照組與缺氧牙周炎組、正常對照組與缺氧對照組、常氧牙周炎組與缺氧牙周炎組之間有顯著性差異(P

10、＜0.05)。3、模型成功建立后,正常大鼠牙周組織中MMP-2和MMP-3幾乎不表達,缺氧對照組中MMP-2和MMP-3表達相似,牙齦上皮表達不明顯,而在固有層中有少量表達,正常對照組和缺氧對照組比較有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)。常氧牙周炎組與缺氧牙周炎組中MMP-2和MMP-3在牙齦上皮和齦溝上皮中有較強的表達,固有層大量浸潤的炎細胞、牙齦成纖維細胞和牙周膜中陽性信號分別較正常對照組與缺氧對照組明顯增強(P＜0.05),且缺氧牙周炎組

11、牙周組織中MMP-2和MMP-3表達亦高于常氧牙周炎組(P＜0.05)。結論:1、牙周炎時實驗大鼠血清中MMP-2和MMP-3表達上調,模擬高原缺氧可調控實驗大鼠血清中MMP-2和MMP-3進一步過度表達,從而加重牙周炎癥程度。血清中酶水平與炎癥、附著喪失和牙槽骨吸收度的變化趨勢一致,能較好的反映缺氧狀態(tài)下牙周病變情況。2、模擬高原缺氧使得實驗大鼠牙齦組織中MMP-2和MMP-3酶活性升高,導致缺氧牙周炎組牙齦組織中活化形式MMP-2和