張燕青,武云霞
(山西醫(yī)科大學第一臨床醫(yī)學院口腔科,山西太原 030001)
牙周炎可導致牙周支持組織炎癥及牙周袋形成,進而導致進行性附著表失,牙槽骨吸收,最后可導致牙松動、脫落。牙周炎的最終治療目的是使被吸收的牙槽骨重建,牙周袋消失,使具有新附著能力的牙周膜細胞優(yōu)點占領(lǐng)根面,從而在原已暴露于牙周袋內(nèi)的根面上形成新的牙骨質(zhì),并有牙周膜纖維埋入,形成新附著[1]。牙周組織再生重建的關(guān)鍵是牙周膜細胞的增殖與分化。轉(zhuǎn)化生長因子-β1(transforming factorβ1,TGF-β1)在機體內(nèi)有多種調(diào)節(jié)功能[2-6],對牙周組織再生修復有重要影響,通過刺激牙周膜細胞增殖分化,促進牙周軟組織的再生和牙周硬組織的形成,在牙周組織損傷修復中發(fā)揮著重要作用。TGF-β1作為重要的生物活性因子,具有廣闊的應用前景。神經(jīng)生長因子(nerve growth factor,NGF)廣泛分布于全身器官,不但在牙齒發(fā)育和損傷修復中發(fā)揮著重要作用,而且對人牙髓和牙周膜的增殖和分化中也有重大作用[2]。本實驗觀察TGF-β1和NGF對體外培養(yǎng)的人牙周膜細胞(periodontal ligamentcell,PDLC)的單獨以及聯(lián)合應用的作用,為TGF-β1和NGF聯(lián)合應用于牙周損傷后修復提供理論依據(jù)。
TGF-β1(Cytokine,美國);NGF(Cytokine,美國);低糖 DMEM培養(yǎng)液,胰蛋白酶(Sigma,美國);胎牛血清(FBS,浙江金華清湖犢牛利用研究所),用時加入100 mg/L鏈霉素和106 U/L青霉素;人牙周膜細胞(hPDLCs,山西口腔醫(yī)院);噻唑鹽(MTT,Sigma,美國);二甲基亞砜(DMSO,西安化學試劑廠)。 自動CO2孵箱(美國Forma Scientific公司);DG3022A型酶聯(lián)免疫檢測儀(華東電子管廠);UV-265FW型紫外可見分光光度計(日本Shimadzu公司)。
將儲存于液氮中的PDLC取出后立即放在37℃水浴箱中加熱,不時搖動,使其急速融化,30 s~1 min后,等到完全溶解后移入離心管低速離心后,移入25 ml培養(yǎng)瓶中,加入5~8 ml含10%小牛血清的雙抗DMEM培養(yǎng)液,混合均勻后移入溫度為37℃、壓力為950 ml/L且含5%CO2的恒溫空氣的標準孵箱中孵育,當培養(yǎng)液由紅轉(zhuǎn)黃后換液,直至細胞長滿瓶底80%左右時,用25%的胰蛋白酶消化,在倒置顯微鏡下觀察PDLC的生長狀態(tài)、細胞形態(tài)以及細胞形態(tài)變化。顯微鏡下見大部分PDLC突起收縮,細胞變圓時,迅速用含10%FBS的DMEM終止消化,輕輕吹打后,移入離心管低速離心后分裝為2瓶,等傳代到第6代時,利用免疫組化法進行細胞來源鑒定,波形絲蛋白染色陽性,細胞角蛋白染色陰性。
取生長良好的第6代人PDLC,胰酶消化,細胞計數(shù),調(diào)整細胞濃度為 2×104/ml,接種于 96 孔板,每孔 200 μl,在37℃、5%CO2孵箱中培養(yǎng),加入含10%FBS的雙抗DMEM培養(yǎng)液,培養(yǎng)24 h后,棄去孔內(nèi)培養(yǎng)液和未貼壁的細胞,換用含無血清的DMEM培養(yǎng)液培養(yǎng)24 h,使細胞相對同步化。對照組用含2%FBS的DMEM培養(yǎng)液,實驗組采用含2%FBS的DMEM培養(yǎng)液,加入不同濃度的 TGF-β1,終濃度為 0.1、1.0、10.0、50.0、100.0 ng/ml;加入不同濃度的 NGF,終濃度為 0.1、1.0、10.0、50.0、100.0 ng/ml,每濃度組 4 孔,于標準環(huán)境的孵箱中培養(yǎng)3 d后,每孔加入MTT 20μl,培養(yǎng)4 h后,吸去孔內(nèi)培養(yǎng)液,每孔加入150μl二甲基亞砜,于振蕩儀上充分振蕩10 min,用酶聯(lián)免疫檢測儀在490 nm波長下測定各孔的A值,取平均值進行統(tǒng)計學處理。
把已經(jīng)測得最佳效應濃度的TGF-β1、NGF和TGF-β1+NGF按照上述方法加入96孔板,細胞濃度同“1.3”,每孔液量為200μl,加因子后第3天用MTT法檢測細胞增殖,測定A值,進行組間及對照組比較。
數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差(x±s)表示,采用 SPSS 11.0進行分析,不同濃度的TGF-β1與NGF及兩者的聯(lián)用效果對人PDLC增殖的生物學作用的比較采用方差分析,P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。
見表 1。
表1 不同濃度的TGF-β1對人PDLC增殖的生物學作用(x±s)
與對照組比較,#P<0.05,△P<0.01
與對照組比較,濃度為 0.1~100.0 ng/ml的TGF-β1單獨應用均具有促進人PDLC增殖的生物學作用,但是促進增殖的效果不同,其中濃度為10 ng/ml的TGF-β1為最佳效應濃度。
見表2。
表2 不同濃度的NGF對人PDLC增殖的生物學作用(x±s)
與對照組比較,濃度為1.0、10.0、100.0μg/ml的NGF單獨應用具有促進人PDLC增殖的生物學作用,其中濃度為10.0μg/ml的NGF為最佳效應濃度。
最佳TGF-β1濃度與最佳NGF濃度以及兩者聯(lián)用時對人PDLC增殖的生物學作用見表3。兩者聯(lián)合應用所測得的A 值為(0.602±0.004),TGF-β1單獨應用時所測得的 A 值為(0.522±0.060),NGF 單獨應用測得的 A 值為(0.304±0.020),比其他兩組高,說明聯(lián)合應用具有協(xié)同作用。3討論
表3 TGF-β1、NGF聯(lián)合應用對人PDLC增殖的生物學作用(x±s)
PDLC是一類具有各種不同功能和分化潛力的細胞[3],是牙周組織再生修復的主要細胞群,其生物學特征包括:合成和分泌大量的膠原和非膠原蛋白,表達較高的ALPase活性[4-6]。現(xiàn)今牙周病治療研究的主要問題是如何促進牙周膜來源的細胞轉(zhuǎn)化為新的牙糟骨、牙周膜及牙骨質(zhì),恢復牙周組織原有的結(jié)構(gòu)和功能。TGF-β1是一種多肽調(diào)節(jié)因子,能調(diào)節(jié)起源于間充質(zhì)細胞,特別是成纖維細胞和成骨細胞的增殖功能,是組織損傷修復的主要調(diào)節(jié)因子[7-9]。NGF不僅對神經(jīng)細胞的生長發(fā)育、分化、再生發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,還參與調(diào)控牙齒的發(fā)育和損傷后的痛覺過敏及修復。研究發(fā)現(xiàn),一定濃度的NGF可顯著促進體外培養(yǎng)的人牙乳頭間充質(zhì)細胞DNA合成,刺激DNA合成前期的細胞向DNA合成期轉(zhuǎn)變,促進體外培養(yǎng)的人牙乳頭間充質(zhì)細胞增殖。研究證實,NGF可顯著促進人牙髓細胞及牙周膜細胞的增殖。Oates等[10]研究認為,生長因子的聯(lián)合應用對細胞的增殖效應高于一種因子本身的作用,故TGF-β1和NGF的聯(lián)合應用效應顯著高于單獨應用。本研究采用MTT比色法觀察不同濃度的TGF-β1和NGF對PDLC的增殖作用,MTT被活細胞線粒體內(nèi)的琥珀酸脫氫酶還原為不溶于水的藍紫色物質(zhì),在二甲基亞砜的溶解下成藍紫色液體,再用酶標儀測定A值,反應活細胞的數(shù)量。MTT法簡單快速、準確,可重復性好,是目前被廣泛采用的檢測細胞增殖的方法[2]。本實驗結(jié)果顯示,10.0 ng/ml TGF-β1和 10.0 μg/ml NGF聯(lián)用可顯著促進PDLC的增殖,具有協(xié)同作用。
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