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

1、顳下頜關(guān)節(jié)組織所承受的負(fù)荷主要來源于咬合運(yùn)動(dòng)，咬合與TMJ的功能關(guān)系密切。正常的咬合關(guān)系對(duì)TMJ的形態(tài)和發(fā)育改建過程至關(guān)重要，而流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)異常的咬合關(guān)系可能是TMD的一個(gè)重要誘因。髁突軟骨是TMJ改建的中心，具有較強(qiáng)的改建與修復(fù)能力，軟骨組織通過分泌各種生長(zhǎng)因子與細(xì)胞因子等調(diào)控著軟骨細(xì)胞的增殖與胞外基質(zhì)的組成，維持軟骨細(xì)胞所在環(huán)境的穩(wěn)定。外界應(yīng)力刺激下軟骨細(xì)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(jié)果最終決定軟骨組織的結(jié)

2、局。本課題組前期的研究發(fā)現(xiàn)漸進(jìn)性咬合紊亂可以引起獼猴和兔的髁突軟骨發(fā)生骨關(guān)節(jié)病樣改變。本研究以大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，改進(jìn)了漸進(jìn)性咬合紊亂模型，通過組織學(xué)觀察和顯微測(cè)量評(píng)估漸進(jìn)性咬合紊亂對(duì)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(guān)節(jié)盤厚度的變化，接著運(yùn)用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)了三類生長(zhǎng)因子在咬合紊亂過程中的表達(dá)變化情況，這三類生長(zhǎng)因子對(duì)不同分化階段的髁突軟骨細(xì)胞發(fā)揮著重要作用：①促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖及細(xì)胞外基質(zhì)合成功能的以胰島素樣生長(zhǎng)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(jìn)軟骨向骨轉(zhuǎn)化功能的以血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子（VEGF）為代表；③保持軟骨細(xì)胞表型功能的以轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF-β）為代表，從而系統(tǒng)地分析漸進(jìn)性咬合紊亂對(duì)軟骨組織中不同分化階段軟骨細(xì)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(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，選取2、4、6

4、、8周四個(gè)時(shí)間點(diǎn)，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(dòng)，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(yuǎn)中移動(dòng)，保持間隙至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。實(shí)驗(yàn)2周、4周組只移動(dòng)了兩個(gè)M1，實(shí)驗(yàn)6周、8周組先后移動(dòng)了兩個(gè)M1和兩個(gè)M3。這樣我們建立了大鼠漸進(jìn)性咬合紊亂動(dòng)物模型，各組分別取材，

5、測(cè)量髁突軟骨及關(guān)節(jié)盤的厚度并且檢測(cè)IGFs、VEGF和TGF-β三類生長(zhǎng)因子的表達(dá)強(qiáng)度。
　　研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
　?。?）漸進(jìn)性咬合紊亂可以引起大鼠髁突軟骨厚度的變化。漸進(jìn)性咬合紊亂2周后，雌、雄性大鼠髁突軟骨全層厚度與對(duì)照組無差異（p＞0.05），實(shí)驗(yàn)4周、6周和8周組的軟骨全層厚度均較對(duì)照組增加（p＜0.05），實(shí)驗(yàn)6周組變化更加顯著，雌性與雄性趨勢(shì)相同，其中實(shí)驗(yàn)8周組雌、雄性大鼠關(guān)節(jié)盤中帶的厚度較對(duì)照組增加（p＜0.00

6、1）。此外，部分實(shí)驗(yàn)組關(guān)節(jié)髁突軟骨出現(xiàn)了骨關(guān)節(jié)病樣改變：實(shí)驗(yàn)2周組中可見局部增殖層軟骨細(xì)胞形成“釘突”結(jié)構(gòu)；實(shí)驗(yàn)4周組軟骨增殖層出現(xiàn)了局部壞死區(qū)域；實(shí)驗(yàn)6周組軟骨結(jié)構(gòu)嚴(yán)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(shí)驗(yàn)8周組，局部組織出現(xiàn)軟骨細(xì)胞聚集形成獨(dú)立的“島樣結(jié)構(gòu)”。雌、雄性大鼠均出現(xiàn)了病理性改變，其中實(shí)驗(yàn)2周組和4周組病變范圍較小，實(shí)驗(yàn)6周組和8周組病變顯著。
　?。?）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(xì)胞內(nèi)IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ表達(dá)于胞漿和胞膜，IGFR-1表達(dá)于胞漿、胞膜和胞核，IGFBP-3在胞漿、胞膜和胞核中均有表達(dá)。所有因子的表達(dá)均呈現(xiàn)出一定的增齡性變化，實(shí)驗(yàn)過程中IGFs和IGFBP-3在對(duì)照組髁突軟骨中表達(dá)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(dòng)性。漸進(jìn)性咬合紊亂2周后，雌、雄性大鼠IGFs的表達(dá)量均增加（p＜0.05）；IGF

8、R-1的表達(dá)也強(qiáng)于對(duì)照組（p＜0.05）；而IGFBP-3則表現(xiàn)為雌性實(shí)驗(yàn)組較對(duì)照組增加（p＜0.05），雄性與對(duì)照組無明顯差異（p＞0.05）。實(shí)驗(yàn)4周后，雌性大鼠IGFs的表達(dá)與對(duì)照組無差異（p＞0.05），而雄性仍高于對(duì)照組（p＜0.01）；同時(shí)雌性大鼠IGFR-1的表達(dá)低于對(duì)照組（p＜0.01），雄性則與對(duì)照組無差異（p＞0.05）；IGFBP-3在雌性組中表達(dá)強(qiáng)于對(duì)照組（p＜0.01），而雄性組中IGFBP-3與對(duì)照組無差異（

9、p＞0.05）。進(jìn)一步咬合紊亂后，雌、雄性大鼠IGFs、IGFR-1和IGFBP-3的表達(dá)均顯著增加（p＜0.05），達(dá)到峰值。實(shí)驗(yàn)8周后，實(shí)驗(yàn)組雌、雄性大鼠IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGFR-1和IGFBP-3的表達(dá)有所下降，但仍強(qiáng)于相應(yīng)對(duì)照組（p＜0.05）。
　?。?）VEGF主要分布于大鼠髁突軟骨的肥大層，肥大層深層表達(dá)更強(qiáng)；在細(xì)胞內(nèi)VEGF主要表達(dá)于軟骨細(xì)胞的胞漿和胞膜。VEGF呈現(xiàn)出增齡性變化，隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間點(diǎn)的延長(zhǎng)VEG

10、F在對(duì)照組雌、雄性大鼠的髁突軟骨組織中的表達(dá)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(shí)驗(yàn)組雌性大鼠在實(shí)驗(yàn)過程中，VEGF的表達(dá)一直強(qiáng)于對(duì)照組（p＜0.05），其中實(shí)驗(yàn)6周組較對(duì)照組增加的幅度最大；雄性大鼠在實(shí)驗(yàn)2周、4周和6周后，VEGF的表達(dá)均高于相應(yīng)對(duì)照組（p＜0.05），而實(shí)驗(yàn)8周后VEGF的表達(dá)恢復(fù)到正常水平（p＞0.05）。
　　（4）TGF-β主要分布于

11、髁突軟骨的肥大層；在細(xì)胞內(nèi)主要表達(dá)于軟骨細(xì)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(shí)間點(diǎn)的延長(zhǎng)，其表達(dá)強(qiáng)度逐漸下降（p＜0.05）。雌性對(duì)照組中4周組與2周組表達(dá)強(qiáng)度無差異（p＞0.05），4周到8周過程中其表達(dá)強(qiáng)度下降（p＜0.05）；雄性對(duì)照組中TGF-β在4周時(shí)達(dá)到高峰，隨后至8周組的過程中其表達(dá)逐漸下降（p＜0.01）。漸進(jìn)性咬合紊亂2周后，實(shí)驗(yàn)組雌、雄性大鼠TGF-β均較對(duì)照組表達(dá)下降（p＜0.01）

12、，4周后雌性大鼠與對(duì)照組無差異（p＞0.05），雄性大鼠則強(qiáng)于對(duì)照組（p＜0.01），進(jìn)一步的咬合紊亂后，雌、雄性大鼠TGF-β表達(dá)強(qiáng)度高于對(duì)照組（p＜0.01），直至實(shí)驗(yàn)8周結(jié)束（p＜0.01）。
　　結(jié)論：
　　1．漸進(jìn)性咬合紊亂可以引起大鼠髁突軟骨進(jìn)行適應(yīng)性改建，軟骨中后部厚度增加，關(guān)節(jié)盤通過改變自身的厚度以適應(yīng)關(guān)節(jié)腔內(nèi)壓力的變化；長(zhǎng)期嚴(yán)重的咬合紊亂可以導(dǎo)致大鼠髁突軟骨發(fā)生失代償，最終發(fā)生骨關(guān)節(jié)病樣改變。
　　2

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