段金成1,徐麗麗,李 玲1, 公愛梅1, 劉 瑋1, 丁繼芬
(1 臨沂市人民醫(yī)院,山東 臨沂 276003;2 山東醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校)
多不飽和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids,PUFAs)是人體必需脂肪酸,主要包括ω-6和ω-3系脂肪酸。二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)和二十碳五烯(Eicosapntemacnioc acid,EPA) 是ω-3PUFAs中的兩個(gè)成員。臨床研究發(fā)現(xiàn),ω-3PUFAs可以調(diào)節(jié)機(jī)體的炎性反應(yīng)和免疫功能[1],對(duì)人類的某些特異性疾病,尤其是一些以炎癥為主要致病機(jī)制的疾病有著較好的治療效果,如關(guān)節(jié)炎、牙周炎等[2-3]。本文采用實(shí)驗(yàn)性牙周炎的大鼠模型,通過腹腔注射給與不同的實(shí)驗(yàn)藥物,應(yīng)用免疫組化的技術(shù)方法評(píng)價(jià)PUFAs對(duì)大鼠牙周炎的治療作用,并進(jìn)一步探討其作用機(jī)制。
1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 選用6~8周齡健康雄性SD大鼠30只(昆明醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物中心提供),體重180~220 g,將其按照隨機(jī)數(shù)字法分為3組:正常對(duì)照組(N組)、生理鹽水組(P組)、EPA組(E組)。分籠飼養(yǎng),統(tǒng)一飲食攝水。
1.2牙周炎模型的建立 適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,在3%戊巴比妥納腹腔注射(1 ml/kg)全身麻醉下,對(duì)E、P組大鼠雙側(cè)上頜第2磨牙環(huán)牙頸部用5/0#慕斯絲線結(jié)扎,使絲線盡量位于齦溝內(nèi),頰側(cè)打結(jié)。從結(jié)扎當(dāng)天開始,用菌液濃度為1.5×108CFU/ml的牙齦卟啉單胞菌(P.gingivalis,P.g)隔日1次進(jìn)行接種,P.g菌液由云南省口腔醫(yī)院提供,每只大鼠口內(nèi)于齦溝內(nèi)種菌0.1 ml,連續(xù)用藥2周。N組大鼠不予任何處理。
1.3牙周炎模型的確立 隨機(jī)抽取P組大鼠,通過組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)牙齦結(jié)合上皮與牙體分離,牙周膠原纖維排列紊亂,有炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),牙槽嵴頂吸收破壞,以此來確認(rèn)牙周炎動(dòng)物模型的建立,見封三圖1。
1.4給藥方法 牙周炎模型成功后,N組不做任何處理;P組經(jīng)腹腔注射1 ml生理鹽水;E組給予EPA 1 ml(0.3 mg/ml),每天1次。給藥4周。
1.5指標(biāo)檢測(cè)
1.5.1口腔檢查 給藥4周后,分別在3%戊巴比妥那全身麻醉下,檢測(cè)各組大鼠雙側(cè)第2磨牙牙周探診深度(Probing depth,PD):采用自制大鼠牙周探針測(cè)量各組大鼠雙側(cè)上頜第2磨牙腭側(cè)近中、正中、遠(yuǎn)中3個(gè)位點(diǎn)的PD值,取兩側(cè)PD的均數(shù)作為該鼠的平均PD值。
1.5.2標(biāo)本采集 在麻醉狀態(tài)下,脫頸法處死大鼠,在上頜中線處將上頜骨分開,隨后將雙側(cè)上頜骨浸泡于4%多聚甲醛溶液進(jìn)行固定,用于組織學(xué)的檢測(cè)。
1.5.3組織學(xué)檢測(cè) 取單側(cè)上頜骨,在0℃~4℃條件下置于4%多聚甲醛固定液固定24 h,15%EDTA脫鈣液脫鈣3~4周,每周更換脫鈣液2次,每日搖蕩脫鈣液1次,每次1 min,刀切法檢測(cè)脫鈣終點(diǎn)。系列乙醇脫水,二甲苯置換至石蠟包埋,近遠(yuǎn)中向連續(xù)5 μm厚石蠟切片,行TNF-α的免疫組化染色。
2.1各組PD的比較 4周后,N組PD為(0.45±0.04)mm,P組為(0.82±0.08)mm,E組為(0.48±0.02)mm。3組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=150.83,P<0.01),兩兩比較顯示,P組與N、E組有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(q=20.32,22.11;P<0.05),N組與E組之間比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(q=1.79,P>0.05)。
2.2組織學(xué)觀察 光學(xué)顯微鏡下觀察,以TNF-α為第一抗體,陽性細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)均被染成棕褐色或棕黃色,其余細(xì)胞胞漿均無棕色著色(見封三圖2a),用PBS代替一抗作為陰性對(duì)照,陰性對(duì)照組所有的細(xì)胞胞漿均無棕色著色(見封三圖2b)。
2.2.1TNF-α的陽性表達(dá) 給藥4周后,炎癥區(qū)牙槽嵴頂處骨細(xì)胞中,P組陽性骨細(xì)胞表達(dá)較多,而且顏色較深,一般有12~16個(gè)表達(dá)的骨細(xì)胞;E組陽性骨細(xì)胞有少量表達(dá),一般在5~7個(gè)左右(見封三圖3)。
2.2.2TNF-α陽性表達(dá)的光密度值變化 給藥4周后,各組大鼠炎癥區(qū)牙槽嵴頂處骨細(xì)胞中TNF-α陽性表達(dá)的光密度值,N組為(0.26±0.04),P組為(0.65±0.06),E組為(0.37±0.03)。3組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=133.28,P<0.01),兩兩比較顯示,P組與N、E組有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(q=19.64,20.34;P<0.05),N組與E組之間比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(q=0.70,P>0.05)。
近年來研究發(fā)現(xiàn),ω-3PUFAs具有抗炎功能和免疫調(diào)節(jié)作用,其作用方式主要是通過調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖及反應(yīng)活性、細(xì)胞因子的產(chǎn)生和黏附分子的表達(dá),其機(jī)制主要有:①抑制炎癥花生四烯酸類代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生。EPA或DHA通過競(jìng)爭(zhēng)脂質(zhì)過氧化酶(LPO)及環(huán)氧化酶(COX-1、2)減少來源于花生四烯酸的炎性遞質(zhì)的釋放。②增加細(xì)胞膜的穩(wěn)定性[4],抑制中性粒細(xì)胞的趨化作用和黏附能力,同時(shí)增強(qiáng)抗原呈遞細(xì)胞的功能[5]。③抑制核因子-κB(NF-κB)信號(hào)通路,降低促炎因子TNF-α、IL-1和IL-6的表達(dá)水平,從而影響炎癥反應(yīng)的發(fā)生[6]。有研究表明,DHA或EPA與阿司匹林聯(lián)合使用可以在一定程度上改善牙周炎患者的臨床癥狀[7-8]。在本研究中,觀察到了EPA對(duì)牙周炎時(shí)牙周組織的炎癥有一定抑制作用,通過口腔臨床檢查、牙周PD及組織觀察結(jié)果均顯示:在相同的時(shí)間點(diǎn),E組與P組相比較,牙周組織的炎癥有了較為明顯的改善。但其與阿司匹林聯(lián)合應(yīng)用對(duì)牙周炎的治療效果還有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
TNF-α在機(jī)體的炎癥反應(yīng)中起著重要的作用,被稱為炎癥反應(yīng)的啟動(dòng)因子,可誘導(dǎo)細(xì)胞因子和炎性遞質(zhì)大量釋放。Sungurtekin等[9]研究證實(shí),ω-3PUFAs可顯著降低促炎因子TNF-α、IL-1和IL-6的表達(dá)水平,從而達(dá)到抑制炎癥發(fā)生發(fā)展的作用。另外有研究表明,炎癥因子在骨吸收中有多重影響,其中TNF-α、IL-1、IL-8、IL-17 以及轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子可以促進(jìn)破骨細(xì)胞的形成,加重骨吸收的發(fā)生發(fā)展[10]。TNF-α還可以通過促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的巨噬細(xì)胞集落刺激因子和核因子-κB受體活化因子配體調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞的生成,間接引起骨吸收[11]。而Flock等[12]研究證實(shí),ω-3PUFAs能通過EPA競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合環(huán)氧化酶,從而抑制PGE誘導(dǎo)產(chǎn)生TNF-α,減少骨吸收的發(fā)生。本研究免疫組化的結(jié)果顯示:給藥4周后,在牙槽骨組織炎癥區(qū)E組與N組的骨細(xì)胞中TNF-α陽性細(xì)胞表達(dá)的光密度值與P組相比較具有明顯差異。提示ω-3PUFAs可能是通過不同的途徑抑制了細(xì)胞因子TNF-α在骨細(xì)胞中的表達(dá),從而進(jìn)一步減少了炎性介質(zhì)的釋放并影響了炎癥的發(fā)展。
綜上所述,ω-3PUFAs對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)性牙周炎的臨床癥狀有一定的治療作用,并且對(duì)骨細(xì)胞中細(xì)胞因子TNF-α的表達(dá)有一定的抑制作用。由于上述觀點(diǎn)多源于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究,人體與動(dòng)物存在較大差別,臨床應(yīng)用較少,因此ω-3PUFAs對(duì)牙周病的作用機(jī)制及其治療效果仍有待于進(jìn)一步深入研究。