1、消退素 D1 治疗实验性大鼠牙周炎的研究 唐彩金 曾启新 方梅飞 马飞 陶人川 Niyukty Arjal 广西医科大学附属口腔医院牙周黏膜科 广西艾滋病防治研究重点实验室 摘 要： 目的:探讨消退素 D1 (RvD1) 对治疗牙周炎的作用。方法:取 18 只大鼠建立牙周炎模型, 按随机化原则均分为实验甲组 (100g/L 的 RvD1) , 实验乙组 (50g/L 的 RvD1) 及阴性对照丙组 (生理盐水) 。所有大鼠均经尾静脉注射给药进行治疗。治疗后不同时间进行临床检查和形态学测量。采用 SPSS21.0 软件包对数据进行单因素方差分析。结果:治疗后, 实验甲组 (100g/L RvD1
2、) 中牙周袋深度、牙龈指数、松动度、牙槽骨丧失量均低于阴性对照组 (P0.05) 。结论:两种浓度的 RvD1 对实验性大鼠牙周炎有治疗作用;100g/L 的 RvD1 可阻止实验性大鼠牙周炎的牙槽骨继续破坏。关键词： 消退素 D1; 牙周炎; 动物模型; 作者简介：唐彩金 (1989) , 女, 广西人, 硕士在读, 主要从事牙周黏膜病学的研究工作。作者简介：曾启新, E-mail:作者简介：马飞, E-mail:收稿日期：2017-06-14基金：广西高校科学研究项目 (编号:YB2014076) Curative Effect of Endogenous Resolvin D1 on P
3、eriodontitis in RatsTANG Cai-jin ZENG Qi-xin FAGN Mei-fei MA Fei TAO Ren-Chuan Niyukty Arjal Department of Periodontics Abstract： Objective:To investigate the effect of resolvin D1 (RvD1) on periodontitis in rat.Methods:The models of periodontitis were established in eighteen rats, which were random
4、ly divided into 3 groups, experimental group A (100 ng/ml RvD1) , experimental group B (50 ng/ml RvD1) , and control group C (saline) .Intervention was provided by systemic injection from the tail vein.Clinical parameters and morphological analysis were measured at different time intervals after tre
5、atment.All statistical analysis was performed using the SPSS 21.0 statistical package.Results:After 1 week of treatment, periodontal pocket depth (PD) , gingival index (GI) , tooth mobility (TM) , and alveolar bone loss (ABL) in experimental group A (100 ng/ml RvD1) were lower than those in the cont
6、rol group (P0.05) , 见表 1。表 1 治疗前后各组大鼠牙周袋深度比较 Tabel 1 Comparison of PD among all groups before and after treat-mm, s ment 下载原表 2.2.2 治疗前后各组牙龈指数 (GI) 比较药物治疗 1 周后, 甲组和乙组的 GI 值均低于丙组 (P0.05) , 见表 2。2.2.3 治疗前后各组松动度 (TM) 比较治疗 1 周和 4 周时, 甲组和乙组的 TM 值均低于丙组 (P0.05) , 见表 3。表 2 治疗前后各组大鼠牙龈指数比较 Tabel 2 Comparison
7、of GI among all groups before and after treat-mm, s ment 下载原表 表 3 治疗前后各组大鼠上颌第二磨牙松动度比较 Tabel 3 Comparison of tooth mobility of upper second molar among all groups before and after treatment mm, s 下载原表 2.3 治疗后各组牙槽骨丧失量比较2.3.1 大体观察经治疗后大鼠的牙槽骨吸收情况, 见图 2a、图 2b、图 2c;甲组、乙组、丙组牙槽骨丧失量依次增多, 丙组最明显。图 1 实验第 2 周大鼠上颌
8、第二磨牙牙周组织的苏木精-伊红染色 Fig.1 HE staining of periodontal tissues of the maxillary secondary molar of rats after 2weeks 下载原图D:牙本质;CT:结缔组织;C:牙骨质;AB:牙槽骨;黑色箭头:釉牙骨质界;黄色箭头:炎性细胞;红色箭头:破骨细胞;1a 为正常大鼠;1b 和 1c 为实验性牙周炎模型大鼠图 2 大体观察药后 4 周时各组大鼠牙槽骨吸收情况 Fig.2 Gross observation of SD ratsalveolar bone loss in experimen-tal
9、group 2a, 2b, and control group 2cat 4 weeks after treatment 下载原图2a:实验甲组;2b:实验乙组;2c:阴性对照丙组2.3.2 3 组牙槽骨丧失量的测定及比较药物治疗 4 周后, 相对于对照组, 实验组的牙槽骨丧失量有微量降低, 但仅甲组与丙组的 ABL 相比, 差异有统计学 (P0.05) , 其余组间差异无统计学意义, 见表 4。表 4 治疗后各组大鼠牙槽骨丧失比较 Tabel 4 Comparison of ABL among all groups before and after mm, s treatment 下载原表
10、3 讨论Schwab 等2从小鼠腹膜腔炎性渗出物中分离出由 -3 多不饱和脂肪酸衍生的促炎症消退分子-消退素 (resolvin) 和保护素 (protectin) , 它们属于内源性消退介质, 与脂氧素一起构成了促炎症消退介质的三大新兴家族。牙周炎是一种支持组织遭受破坏的慢性感染性疾病。研究发现, 牙周膜干细胞可以通过合成广谱促炎症消退的脂类介质, 包括 RvD1、D2、D5 和 D6 等, 促进炎症消退。其中, RvD1 通过识别 FRP2 受体, 行使其抗炎功能6。反过来, 牙周膜干细胞所产生的促炎消退介质也能使牙周膜成纤维细胞增值、创伤愈合、碱性成纤维生长因子释放产生的前列腺素 (PG
11、E2) 3。因此, RvD 使牙周膜干细胞在牙周炎中发挥了修复受损组织以及再生的作用。本实验通过建立大鼠牙周炎模型, 初步观察不同浓度的 RvD1 对牙周炎临床指标改善情况, 探讨 RvD1对牙周炎的治疗是否有良好的效果以及哪种 RvD1 浓度更适合用于牙周药物治疗。治疗前, 3 组大鼠牙周病变程度相近, 具有可比性。RvD1 治疗 1 周后, 100g/L RvD1 治疗组的 PD 值低于 50g/L RvD1 治疗组和阴性对照组;4 周后, 治疗组的 PD 值相近, 均低于阴性对照组, 而仅 100g/L RvD1 治疗组与对照组相比, 差异有统计学意义。但在 TM 指标上, 100g/L
12、 RvD1 和 50g/L RvD1治疗组均低于阴性对照组。综上, 两种浓度的 RvD1 可改善大鼠实验性牙周炎的PD 和 TM, 这或许是 RvD1 对牙周膜成纤维起保护作用的表现。控制局部炎症是治疗牙周炎的关键。学者们发现, RvE 抑制牙周炎中性粒细胞内活性氧的释放7, 修复巨噬细胞的吞噬功能8。而 RvD1 也能作用于这两种细胞, 即 RvD1 可能通过抑制了嗜中性粒细胞招募炎性因子的再聚集, 并激活吞噬细胞发挥其清除病原体的作用3。本实验结果分析发现, 与阴性对照组相比, 治疗组用药 1 周后, 牙龈急性炎症很快消退, 治疗组组间差异无统计学意义。所以, 本实验可以得出这两种浓度 (
13、100g/L 和 50g/L) 的 RvD1 对牙周炎也起到了促炎症消退的作用。而关于 RvD1 的抗炎机制, Schwab, J.M 认为 RvD1通过降低人单核细胞中 NF-kB 和 Smad 的核转录水平来抑制炎症基因的表达, 控制炎症的发展。而在促炎症消退的循环通路中, RvD1 建立 RvD1-依赖 GPR32 的miRNA 轴, 来发挥其促炎消退反应9。治疗牙周炎的最终目的是尽量保护骨组织。研究发现, E 类消退素在牙周炎动物模型当中的局部使用, 可以有效降低破骨细胞的密度和改变炎性细胞的数量, 大大地减少炎性相关基因的表达 (MMP3、MMP10、MMP13) 并逆转到一个健康水
14、平, 逆转骨丧失10。与 RvE1 相似, RvD1 可以有效地发挥骨保护作用。体外实验发现 RvD1 作用于成骨细胞, 逆转睾酮对成骨细胞骨钙蛋白下调作用, 同时显著性地提高 OPG 表达水平, 对骨组织起保护作用4。有学者认为, RvD1 依赖 Del-1 来降低牙周炎中过氧化氢酶和中性粒细胞相关分子 mRNA 的表达, 抑制细胞因子诱导的牙槽骨吸收11。本实验通过测量釉牙骨质界到牙槽嵴顶的距离, 比较各组牙槽骨丧失量 (ABL) , 观察 RvD1 是否对骨组织起保护作用。治疗 4 周后, 处死大鼠, 测量 ABL, 发现 100g/L RvD1 治疗组的 ABL 值低于阴性对照组, 说
15、明 RvD1 可以防止牙槽骨骨量丧失, 在骨保护中发挥了作用, 这与前面学者研究的结果相一致。综上, 本实验初步观察到两种药物浓度的 RvD1 均可促使牙周炎的炎症消退, 保护结缔组织, 且 100ng/mL RvD1 可抑制牙槽骨吸收, 保护骨组织。参考文献1Kohli P, Levy BD.Resolvins and protectins:mediating solutions to inflammationJ.British journal of pharmacology, 2009, 158 (4) 960-971 2Schwab JM, Chiang N, Arita M, et a
16、l.Resolvin E1and protectin D1activate inflammation-resolution programmesJ.Nature, 2007, 447 (7146) 869-874 3Mustafa M, Zarrough A, Bolstad AI, et al.Resolvin D1protects periodontal ligamentJ.American journal of physiology Cell physiology, 2013, 305 (6) C673-679 4Steffens JP, Herrera BS, Coimbra LS,
17、et al.Testosterone regulates bone response to inflammationJ.Hormone and metabolic research=Hormon-und Stoffwechselforschung=Hormones et metabolisme, 2014, 46 (3) 193-200 5刘飞, 张林, 肖刚, 等.生命早期负性应激对大鼠实验性牙周炎的影响J.口腔医学研究, 2017, 33 (3) 244-248 6Cianci E, Recchiuti A, Trubiani O, et al.Human Periodontal Stem
18、 Cells Release Specialized Proresolving Mediators and Carry Immunomodulatory and Prohealing Properties Regulated by LipoxinsJ.STEM CELLS Translational Medicine, 2016, 5 (1) 20-32 7Damgaard C, Kantarci A, Holmstrup P, et al.Porphyromonas gingivalis-induced production of reactive oxygen species, tumor
19、 necrosis factor-alpha, interleukin-6, CX-CL8and CCL2by neutrophils from localized aggressive periodontitis and healthy donors:modulating actions of red blood cells and resolvin E1J.Journal of periodontal research, 2017, 52 (2) 246-254 8Fredman G, Oh SF, Ayilavarapu S, et al.Impaired phagocytosis in
20、 localized aggressive periodontitis:rescue by Resolvin E1J.PloS one, 2011, 6 (9) e24422 9Fredman G, Serhan CN.Specialized proresolving mediator targets for RvE1and RvD1in peripheral blood and mechanisms of resolutionJ.The Biochemical journal, 2011, 437 (2) 185-197 10Lee CT, Teles R, Kantarci A, et al.Resolvin E1Reverses Experimental Periodontitis and DysbiosisJ.Journal of immunology, 2016, 197 (7) 2796-806 11Maekawa T, Hosur K, Abe T, et al.Antagonistic effects of IL-17and D-resolvins on endothelial Del-1expression through a GSK-3beta-C/EBPbeta pathwayJ.Nature communications, 2015, 68272
