1、种植体周围黏膜炎在药物干预前后龈沟液的代谢组学分析 张雨诗 邵艳琳 芦帅 钟科 西南医科大学口腔医学院 成都军区机关医院 南充市中心医院口腔科 摘 要： 目的:探讨种植体周围黏膜炎在药物 (盐酸米诺环素) 干预前后龈沟液 (GCF) 的代谢组学特征及代谢产物差异, 寻找种植体周围黏膜炎可能的生物标记物。方法:30 例接受种植牙患者, 健康种植体组 (A 组) 、种植体周围黏膜炎组 (B组) 、药物干预后组 (C 组) GCF, A 组 15 例, B 组与 C 组 15 例, 每组随机选取 5 例样本, 分别采集 GCF 应用超髙效液相色谱-四级杆飞行时间质谱联用 (UHPLC/Q-TOF-M
2、S) 仪进行检测分析后, 在线数据库 Metlin library、人类代谢物数据库 (HMDB) 进行精确的比对检索。结果:A 与 B 组、B 与 C 组、A 与 C组间分别有 10 个、5 个、4 个差异性代谢产物有统计学意义 (P1.0 的离子, 结合 SPSS 17.0 统计软件进行独立样本 t 检验 (P0.05) 并在线数据库 Metlin library、人类代谢物数据库 (HMDB) 中进行精确的比对。2 结果2.1 GCF 典型总离子流色谱图, 见图 1a1c、图 1d1f正负离子模式下, 谱图差异分别在 610min 和 911min 处。图 1 a1c GCF 样品的典型
3、总离子流色谱图 (正) Fig.1a-1c TIC of GCF (positive) 下载原图图 1 d1f GCF 样品的典型流总离子色谱图 (负) Fig.1d-1f TIC of GCF (negative) 下载原图2.2 PCA、PLS-DA、OPLS-DA 结果由图 2a 可见, 在正 (X) 负 (Y) 离子模式下, 各组间均不能得到很好的区分。采用 PLS-DA 及 OPLS-DA 进行分析。由图 2b、2c 可见, 各组间均能够在得分图上有明显的分离。图 2 a PCA 得分图 Fig.2a Score plots of PCR 下载原图图 2 b PLS-DA 得分图 F
4、ig.2b Score plots of PLS-DA 下载原图图 2 c OPLS-DA 得分图 Fig.2c Score plots of OPLS-DA 下载原图2.3 差异代谢产物鉴定结果表 1 健康种植体组 (A 组) 与种植体周围黏膜炎组 (B 组) 的差异代谢物 Table 1 Difference metabolites between healthy implant group (group A) and peri-implant mucositis group (group B) 下载原表 表 2 种植体周围黏膜炎组 (B 组) 与药物干预后组 (C 组) 的差异代谢物 T
5、able 2 Difference metabolites between peri-implant mucositis group (group B) and drug intervention group (group C) 下载原表 表 3 健康种植体组 (A 组) 与药物干预后组 (C 组) 的差异代谢物 Table 3 Difference metabolites between healthy implant group (group A) and drug intervention group (group C) 下载原表 3 讨论3.1 与健康种植体组相比, 种植体周围黏膜炎组
6、呈上调趋势的差异代谢产物有:丙氨酸、3-吲哚乙酸、黄嘌呤、天冬氨酸-异亮氨酸、泛酸、脯氨酰缬氨酸、L-甘油磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰乙醇胺。GCF 成分和血清类似, 而丙氨酸是血液中转运氨的主要形式之一, 其含量的上调间接说明种植体周围黏膜炎组 GCF 比健康种植体组分泌增多。Bevilacqua L 等研究得出健康牙周和健康种植体周的 GCF 量显著低于炎症状态下3。异亮氨酸和缬氨酸均参与三羧酸循环;泛酸参与糖代谢、柠檬酸循环、脂肪酸和胆固醇的分析4。以上呈上调的代谢产物提示种植体周围黏膜炎存在氨基酸代谢、脂代谢、糖代谢及柠檬酸循环异常。此外, 黄嘌呤明显上调, 可能是由于炎症状
7、态下嘌呤氧化不全的产物黄嘌呤增加, 而嘌呤代谢过程在细胞中进行, 种植体周围黏膜炎时细胞组织坏死崩解, 释放黄嘌呤这也提示嘌呤降解途径和黄嘌呤氧化酶可能与种植体周围黏膜炎相关。黄嘌呤氧化酶已被证明参与各种疾病发病, 如炎症性疾病、血液疾病、高血压等5,6。L-甘油磷脂酰胆碱是甘油磷脂的一种, 溶血磷脂酰胆碱和溶血磷脂酰乙醇胺是甘油磷脂的水解代谢产物7。甘油磷脂分解代谢异常会导致中性粒细胞活化, 可产生蛋白水解酶和活性氧8, 释放的蛋白水解酶和活性氧可引发骨组织破坏。溶血磷脂酰胆碱具有病理活动所产生的生物活性促炎作用9,10, 能诱导促炎细胞因子 TNF-、IL-1、IL-6 的表达11, 能使
8、细胞膜破坏导致细胞坏死。3.2 与种植体周围黏膜炎组相比, 药物干预后组呈下调趋势的差异代谢产物有:4-羟基异喹胍、二甲基鞘氨醇 (DMS) 、2-棕榈酸、尿石素 A-3-O-葡萄糖醛酸、溶血磷脂酰乙醇胺。DMS 作为鞘氨醇激酶-1 (SPHK1) 的竞争性抑制剂, 通过特异性抑制 SPHK1 和调节细胞的神经酰胺的水平活动, 能诱导细胞凋亡12。药物干预后 DMS 呈下调趋势, 说明炎症情况下死亡细胞更多, 而药物治疗后种植体周围黏膜的炎症状态逐渐恢复。3.3 与健康种植体组相比, 药物干预后组呈上调趋势的差异代谢产物有:焦磷酸硫胺素、溶血磷脂酰胆碱;呈下调趋势的差异代谢产物主要有:脱氢鞘氨
9、醇、C2 二氢神经酰胺。焦磷酸硫胺素可以催化葡萄糖代谢, 影响 -酮酸的氧化脱羧反应和转酮醇酶4。脱氢鞘氨醇和 C2 二氢神经酰胺都属于鞘脂类13, 是细胞膜的组成部分, 参与了多种生理过程, 包括细胞增殖、分化、衰老和凋亡等14。药物干预后组的焦磷酸硫胺素和溶血磷脂酰胆碱上调, 脱氢鞘氨醇和 C2 二氢神经酰胺下调, 说明治疗两周后, 虽然黏膜的临床指标恢复正常, 但是仍然存在糖代谢、磷脂代谢和鞘脂代谢异常。这可能是由于组织从炎症状态到完全恢复正常代谢需要更长的时间。由实验分析结果来看, 黄嘌呤、溶血磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰乙醇胺可能是种植体周围黏膜炎潜在的标志物。本研究的局限性在于未对不同牙
10、周状况个体的GCF 进行对比分析, 这将在后续实验中进一步深入研究。参考文献1Lindhe J, Meyle J, et al.Peri-implant diseases:Consensus report of the Sixth European Workshop on PeriodontologyJ.J Clin Periodontol, 2008, 35 (2) 282-285 2李维婷, 朴牧子, 李慧, 等.种植体周围疾病发病率及危险因素的研究J/OL.口腔医学研究, 2017, 33 (7) 758-761 3Bevilacqua L, Biasi MD, Lorenzon MG,
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