漸進性咬合紊亂對大鼠髁狀突軟骨組織形態(tài)及IGFs、VEGF和TGF-β表達的影響.pdf

1、顳下頜關節(jié)組織所承受的負荷主要來源于咬合運動，咬合與TMJ的功能關系密切。正常的咬合關系對TMJ的形態(tài)和發(fā)育改建過程至關重要，而流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn)異常的咬合關系可能是TMD的一個重要誘因。髁突軟骨是TMJ改建的中心，具有較強的改建與修復能力，軟骨組織通過分泌各種生長因子與細胞因子等調(diào)控著軟骨細胞的增殖與胞外基質(zhì)的組成，維持軟骨細胞所在環(huán)境的穩(wěn)定。外界應力刺激下軟骨細胞的合成代謝與分解代謝能力發(fā)生改變，二者綜合作用的結果最終決定軟骨組織的結

2、局。本課題組前期的研究發(fā)現(xiàn)漸進性咬合紊亂可以引起獼猴和兔的髁突軟骨發(fā)生骨關節(jié)病樣改變。本研究以大鼠為實驗對象，改進了漸進性咬合紊亂模型，通過組織學觀察和顯微測量評估漸進性咬合紊亂對大鼠髁突軟骨組織形態(tài)的影響以及在此過程中軟骨和關節(jié)盤厚度的變化，接著運用免疫組織化學方法檢測了三類生長因子在咬合紊亂過程中的表達變化情況，這三類生長因子對不同分化階段的髁突軟骨細胞發(fā)揮著重要作用：①促進軟骨細胞增殖及細胞外基質(zhì)合成功能的以胰島素樣生長因子系統(tǒng)（

3、IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGFR-1和IGFBP-3）為代表，其中IGFR-1是IGFs主要的功能受體，IGFBP-3是IGFs功能發(fā)揮的重要調(diào)節(jié)因子；②促進軟骨向骨轉(zhuǎn)化功能的以血管內(nèi)皮細胞生長因子（VEGF）為代表；③保持軟骨細胞表型功能的以轉(zhuǎn)化生長因子（TGF-β）為代表，從而系統(tǒng)地分析漸進性咬合紊亂對軟骨組織中不同分化階段軟骨細胞的影響。
　　本研究選用8周齡雌性和雄性SD大鼠各24只，隨機分為實驗組和對照組，選取2、4、6

4、、8周四個時間點，雌雄各半，每組3只。操作方法：將正畸用牽拉皮圈嵌入大鼠右側(cè)下頜第一磨牙（M1）與第二磨牙（M2）之間以及左側(cè)上頜M1與M2之間，利用彈力推M1向近中移動，1周后取出正畸皮圈，填入自凝塑料，以保持間隙。4周后，以同樣方法推左側(cè)上頜與右側(cè)下頜第三磨牙（M3）向遠中移動，保持間隙至實驗結束。實驗2周、4周組只移動了兩個M1，實驗6周、8周組先后移動了兩個M1和兩個M3。這樣我們建立了大鼠漸進性咬合紊亂動物模型，各組分別取材，

5、測量髁突軟骨及關節(jié)盤的厚度并且檢測IGFs、VEGF和TGF-β三類生長因子的表達強度。
　　研究結果發(fā)現(xiàn)：
　　（1）漸進性咬合紊亂可以引起大鼠髁突軟骨厚度的變化。漸進性咬合紊亂2周后，雌、雄性大鼠髁突軟骨全層厚度與對照組無差異（p＞0.05），實驗4周、6周和8周組的軟骨全層厚度均較對照組增加（p＜0.05），實驗6周組變化更加顯著，雌性與雄性趨勢相同，其中實驗8周組雌、雄性大鼠關節(jié)盤中帶的厚度較對照組增加（p＜0.00

6、1）。此外，部分實驗組關節(jié)髁突軟骨出現(xiàn)了骨關節(jié)病樣改變：實驗2周組中可見局部增殖層軟骨細胞形成“釘突”結構；實驗4周組軟骨增殖層出現(xiàn)了局部壞死區(qū)域；實驗6周組軟骨結構嚴重紊亂，軟骨各層排列扭曲變形，軟骨與骨交界處呈現(xiàn)出大面積變性壞死區(qū)域；實驗8周組，局部組織出現(xiàn)軟骨細胞聚集形成獨立的“島樣結構”。雌、雄性大鼠均出現(xiàn)了病理性改變，其中實驗2周組和4周組病變范圍較小，實驗6周組和8周組病變顯著。
　　（2）IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IG

7、FR-1和IGFBP-3均分布于大鼠髁突軟骨的肥大層；軟骨細胞內(nèi)IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ表達于胞漿和胞膜，IGFR-1表達于胞漿、胞膜和胞核，IGFBP-3在胞漿、胞膜和胞核中均有表達。所有因子的表達均呈現(xiàn)出一定的增齡性變化，實驗過程中IGFs和IGFBP-3在對照組髁突軟骨中表達逐漸下降（p＜0.05），而IGFR-1則隨著IGFs的變化呈現(xiàn)出一定的波動性。漸進性咬合紊亂2周后，雌、雄性大鼠IGFs的表達量均增加（p＜0.05）；IGF

8、R-1的表達也強于對照組（p＜0.05）；而IGFBP-3則表現(xiàn)為雌性實驗組較對照組增加（p＜0.05），雄性與對照組無明顯差異（p＞0.05）。實驗4周后，雌性大鼠IGFs的表達與對照組無差異（p＞0.05），而雄性仍高于對照組（p＜0.01）；同時雌性大鼠IGFR-1的表達低于對照組（p＜0.01），雄性則與對照組無差異（p＞0.05）；IGFBP-3在雌性組中表達強于對照組（p＜0.01），而雄性組中IGFBP-3與對照組無差異（

9、p＞0.05）。進一步咬合紊亂后，雌、雄性大鼠IGFs、IGFR-1和IGFBP-3的表達均顯著增加（p＜0.05），達到峰值。實驗8周后，實驗組雌、雄性大鼠IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGFR-1和IGFBP-3的表達有所下降，但仍強于相應對照組（p＜0.05）。
　　（3）VEGF主要分布于大鼠髁突軟骨的肥大層，肥大層深層表達更強；在細胞內(nèi)VEGF主要表達于軟骨細胞的胞漿和胞膜。VEGF呈現(xiàn)出增齡性變化，隨著實驗時間點的延長VEG

10、F在對照組雌、雄性大鼠的髁突軟骨組織中的表達逐漸下降（p＜0.05），雌性表現(xiàn)為2周到4周過程中下降明顯，而雄性快速下降期則反映在4周到6周的過程中。實驗組雌性大鼠在實驗過程中，VEGF的表達一直強于對照組（p＜0.05），其中實驗6周組較對照組增加的幅度最大；雄性大鼠在實驗2周、4周和6周后，VEGF的表達均高于相應對照組（p＜0.05），而實驗8周后VEGF的表達恢復到正常水平（p＞0.05）。
　?。?）TGF-β主要分布于

11、髁突軟骨的肥大層；在細胞內(nèi)主要表達于軟骨細胞的胞漿、胞膜及胞核。TGF-β在髁突軟骨中呈現(xiàn)出增齡性變化，隨著時間點的延長，其表達強度逐漸下降（p＜0.05）。雌性對照組中4周組與2周組表達強度無差異（p＞0.05），4周到8周過程中其表達強度下降（p＜0.05）；雄性對照組中TGF-β在4周時達到高峰，隨后至8周組的過程中其表達逐漸下降（p＜0.01）。漸進性咬合紊亂2周后，實驗組雌、雄性大鼠TGF-β均較對照組表達下降（p＜0.01）

12、，4周后雌性大鼠與對照組無差異（p＞0.05），雄性大鼠則強于對照組（p＜0.01），進一步的咬合紊亂后，雌、雄性大鼠TGF-β表達強度高于對照組（p＜0.01），直至實驗8周結束（p＜0.01）。
　　結論：
　　1．漸進性咬合紊亂可以引起大鼠髁突軟骨進行適應性改建，軟骨中后部厚度增加，關節(jié)盤通過改變自身的厚度以適應關節(jié)腔內(nèi)壓力的變化；長期嚴重的咬合紊亂可以導致大鼠髁突軟骨發(fā)生失代償，最終發(fā)生骨關節(jié)病樣改變。
　　2

13、．漸進性咬合紊亂可以促使大鼠髁突軟骨增加IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ的表達，同時上調(diào)其特異性受體IGFR-1，以促進IGFs發(fā)揮對軟骨的保護作用，而IGFBP-3的增加阻礙了這一過程，進而導致髁突軟骨發(fā)生病理性改變。
　　3．漸進性咬合紊亂可以促進大鼠髁突軟骨增加VEGF的表達，加速軟骨向骨轉(zhuǎn)化的過程，促進軟骨下骨中血管向軟骨的侵入，從而加速軟骨的破壞進程。
　　4．漸進性咬合紊亂可以促使大鼠髁突軟骨增加TGF-β的表達，TGF-