
摘要目的:探討白細胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)和腫瘤壞死因子α(tumornecrosisfactorα,TNFα)對牙周組織的作用。方法:將IL-1β、TNFα注入到兔的牙周組織,以生理鹽水為對照,不同時期取材做組織學觀察和評價。結(jié)果:實驗組15天后牙齦組織血管擴張充血,牙槽骨改建活躍,有大量的骨吸收陷窩及破骨細胞,并有新骨形成和破骨細胞出現(xiàn);30天后僅表現(xiàn)為大量的骨陷窩及破骨細胞,無成骨現(xiàn)象,且以聯(lián)合應用IL-1β、TNFα組最顯著。結(jié)論:IL-1β、TNFα均能引起牙齦炎癥反應、附著上皮和牙槽骨的破壞,提示IL-1β、TNFα在牙周組織疾病中有作用。
關鍵詞 白細胞介素1β腫瘤壞死因子α牙周組織
破骨細胞活化因子(osteoclastactivatingfactor,OAF)是引起牙槽骨破壞的重要因素,其中白細胞介素1(interleukin-1,IL-1)和腫瘤壞死因子(tumornecrosisfactor,TNF)是主要因子[1],它們不僅有破骨作用,而且有成骨作用。本實驗將IL-1β和TNFα直接注入兔的牙周組織后,觀察其組織病理學變化,目的是通過動物實驗探討IL-1β和TNFα對牙周組織的作用,探討其發(fā)病機理,并期望能指導臨床預防和治療牙周病。
材料與方法
1.材料:將24只健康大耳白兔隨機分為4組,每組6只,生理鹽水對照組(A),IL-1β組(B),TNFα(組)(C),IL-1β和TNFα聯(lián)合組(D)。IL-1βα和TNFα購自中國軍事醫(yī)學科學院生物制劑研究中心。
2.方法:麻醉動物,消毒,在雙側(cè)上、下磨牙頰側(cè)齦緣下3mm附著齦處注射給藥,對照組給予生理鹽水。各組給藥3次后,第15天各組均處死3只,其余的再給藥3次,第30天全部處死。給藥間隔時間和每次給藥劑量(見表1)。
表1 給藥間隔時間和每次劑量
組別 | 兔(只) | 給藥間隔(天) | 每次給藥劑量 |
A | 6 | 4 | 0.5ml(生理鹽水) |
B | 6 | 4 | 1 000u/0.1ml |
C | 6 | 4 | 50 000u/0.5ml |
D | 6 | 4 | 1 000u/0.1ml(IL-1β) |
50 000u/0.5ml(TNF α) |
3.標本處理及組織學染色:處死動物,取兔注射部位的牙齒及牙周組織,肉眼觀察并照相,標本沖洗后置于10%福爾馬林液中固定48h,組織修復后置入乙二氨四乙酸(ethylendiaminotetraaceticacid,EDTA)脫鈣液中,常規(guī)脫水,浸蠟,包埋,制備6~8μm頰舌向縱切片,HE染色,組織學觀察并照相。
結(jié)果
1.肉眼觀察:A組牙齦組織呈粉紅色,無充血水腫,無炎癥性改變。B、C、D組分別在用藥10d,15d,7d牙齦組織輕度充血。
2.組織學觀察:A組血管無擴張充血,牙槽骨及牙骨質(zhì)無破壞,牙周膜纖維排列規(guī)則。B、C、D組用藥15d均可見血管明顯擴張充血,牙槽骨改建活躍,在牙槽嵴頂及固有牙槽骨可見大量骨吸收陷窩和多核破骨細胞,在骨吸收基礎上可見骨嗜鹼性線增強,新骨形成和成排的成骨細胞,骨新生后再吸收。C、D組牙周膜間隙擴大,成纖維細胞豐富,B、C、D組用藥30d,在牙槽嵴頂及固有牙槽骨只見明顯的骨吸收陷窩及多核破骨細胞,而無新生骨及成骨細胞。D組與B、C組比較可見附著上皮破壞,牙骨質(zhì)表面出現(xiàn)明顯吸收,牙周膜主纖維排列紊亂,極性喪失,個別區(qū)域纖維束中斷。(圖1~4)
圖1 B、C、D組15d,血管擴張充血,牙槽骨改建活躍(HE×20)
圖2 B、C、D組30d,只見骨吸收陷窩及破骨細胞(HE×20)
圖3 D組30d,牙骨質(zhì)表面吸收(HE×20)
圖4 D組30d,牙周膜主纖維束排列紊亂(HE×20)
討論
1.IL-1β對牙周組織的作用
牙周組織中的上皮細胞、單核吞噬細胞能分泌IL-1,因此學者們推測IL-1在牙周組織的免疫應答、炎癥反應及牙槽骨吸收中起到一定的作用。Charon等人[2]應用胸腺增殖試驗檢測齦溝液中的IL-1,發(fā)現(xiàn)炎癥區(qū)IL-1濃度明顯高于非炎癥區(qū),Jandinski等人[3]利用免疫熒光技術(shù),在正常的牙齦乳頭中及中度、重度牙周炎牙齦乳頭中均發(fā)現(xiàn)IL-1β陽性細胞數(shù)與牙周組織破壞有關。IL-1刺激骨吸收作用很強,體外作用濃度為1.3×10-12~3.1×10-10mol,半最大刺激濃度為1.4×10-11mol[1]。本研究每次以1000u/0.1ml的劑量給藥,結(jié)果表明IL-1β對牙周軟組織能夠引起明顯的炎癥反應,對牙槽骨亦具有明顯的作用。應用IL-1β初期對牙槽骨既有破骨細胞產(chǎn)生又有成骨細胞存在,提示應用IL-1β15天左右既有顯著的破骨作用,同時也有顯著的成骨作用;但是在后期(應用IL-1β30d)只表現(xiàn)出顯著的破骨作用而無成骨作用。
2.TNF α對牙周組織的作用
TNF α對牙周組織的作用主要與TNF的濃度有關,濃度的不同對骨吸收的作用不同。Pluijm等[4]指出低濃度的TNF增加成熟骨細胞的數(shù)量,高濃度的TNF幾乎沒有見到成熟的破骨細胞。有關TNF與牙周炎的關系研究報道不多,對TNF在牙周炎牙槽骨的吸收中的作用尚缺乏一致意見。TNF的破骨吸收活性是IL-1β的1/1 000,其作用濃度為10-7~10-9mol, 最大活性濃度為10-7mol[1]。本研究結(jié)果表明,TNF濃度100 000u/ml注射于兔的牙齦組織中,15d牙齦組織發(fā)生輕度充血,在時間上較IL-1β炎癥反應要遲,但反應程度一致。組織病理學表現(xiàn)二者也一致,同時出現(xiàn)明顯骨吸收及成骨作用;注射30d只有破骨吸收而無成骨作用。提示應用濃度為100 000u/ml的TNF α作用于牙槽骨組織,其破骨作用與用藥次數(shù)和時間相關。用藥次數(shù)少和時間短,對牙槽骨既有破骨作用又有成骨作用;用藥次數(shù)多和時間長,只有破骨作用而無成骨作用。
3.IL-1β與TNF α對牙周組織的聯(lián)合作用
牙周病發(fā)病過程不是單一發(fā)病因素。本研究設立了IL-1β與TNF α聯(lián)合作用牙周組織的實驗組,觀察了IL-1β和TNF α聯(lián)合應用對兔牙周組織的作用。實驗結(jié)果提示IL-1β與TNF α聯(lián)合作用于兔的牙周組織,一方面引起牙齦組織炎癥的程度比單純應用IL-1β、TNF α嚴重,在炎癥發(fā)生的時間上比單獨純應用IL-1β、TNF α提前;但對牙槽骨破壞吸收方面基本與單純應用IL-1β、TNF α反應相同。IL-1β與TNF α聯(lián)合應用對鄰近牙齒的牙骨質(zhì)有破壞吸收作用,同時對附著上皮及牙周膜也有破壞作用。
作者單位:長春市(130041)白求恩醫(yī)科大學口腔醫(yī)學院
參考文獻
1.張煒真。 破骨細胞活化因子及其在牙周炎發(fā)病中的作用。 國外醫(yī)學口腔醫(yī)學分冊,1994, 21(3):161~165
2.Charon JA, Luger TA, Mergenhagen SE, et al. Increased thymocyte activating factor in human gingival inflammation. Infect Immunol, 1982,38:1190
3.Jandinski JJ, Stashenko P, Feder LS, et al. Localization of interleukin 1β in human periodontal tissue. J Periodont, 1991,62:36
4.Vander Pluijm G, Most W, vander Wee-Pals, et al. Two distinct effect of recombinant human tumor necrosis factor-α on osteoclast development and subsequent resorption of ineralizde maxtrix. Endocrinol, 1991,129:1596