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《山东大学》 2018年
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姜黄素对大鼠实验性牙周炎的作用及相关机制研究

肖长杰  
【摘要】:目的牙周炎是一种累及牙周支持组织的慢性炎性、破坏性疾病,是发病率最高的口腔感染性疾病之一。在我国成年人群中牙周炎患病率居于患龋率之上已是不容置疑的事实,最新的流行病学调查数据显示我国80%~96%的成年人有不同程度的牙周问题,而且呈逐年增高趋势,牙周炎已成为影响成年人口腔健康的首要原因,牙周健康状况亟待重视。目前越来越多的研究观点认为在牙周炎发生发展过程中,除菌斑微生物及其产物对牙周组织造成的直接破坏外,由细菌激发的宿主炎症反应和免疫反应也是造成牙周组织破坏的决定性因素。因此减少菌斑微生物及调节宿主过度免疫反应是牙周炎治疗成功的两个关键。但抗生素的长期使用会造成菌群失调、耐药菌株产生及其他毒副作用,对机体造成损害,使其在临床应用中受到一定限制。目前中草药因其副作用小、标本兼治、价格低廉引起许多学者在中医药治疗牙周炎的领域进行了大量的探索。研究证实一些中草药的提取物具有抑制IL-1 β、TNF-α等多种炎性因子释放、调控破骨细胞的分化及功能、调节宿主免疫活性等生物学作用。从中草药中提取抑炎、抑骨吸收的有效成分,已成为开发治疗牙周炎药物的新途径之一。姜黄素是一种具有抗炎、免疫调节、抗氧化活性的传统中药,可通过调节炎症因子、免疫分子、具有氧化活性的酶及其相关信号通路的传导而发挥效应。目前姜黄素已成为抗炎、抗肿瘤及心血管疾病治疗的研究热点。姜黄素作为一种多效分子,能够与炎症相关的众多分子靶点相互作用。这种生物学特性为其治疗多种炎性疾病提供了很大的潜力。牙周炎作为一种炎性破坏性疾病,姜黄素对其抗炎作用的相关机制及宿主体内保护作用如何还缺乏系统的研究。本实验以体外培养大鼠牙龈成纤维细胞为实验模型,观察姜黄素对脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导的大鼠牙龈成纤维细胞中炎性因子表达及炎症信号通路激活的影响,探讨姜黄素在牙周抗炎作用中的可能机制;同时建立大鼠实验性牙周炎模型,评价姜黄素在牙周支持组织破坏中的保护作用,为其在临床进一步的应用提供理论依据。方法1.体外实验:培养大鼠牙龈成纤维细胞,MTT法检测姜黄素对细胞生长活性的影响;按加入药物及浓度的不同将细胞分为四组::脂多糖组(LPS);脂多糖+低浓度姜黄素组(LPS+Curcumin 10 μM/L);脂多糖+高浓度姜黄素组(LPS+Curcumin 20 μμM/L);正常牙龈成纤维细胞为对照组(Control)。采用酶联免疫吸附法测定牙龈成纤维细胞培养上清液中TNF-α、IL-1β、OPG和sRANKL表达,计算OPG/sRANKL L比值;提取上述不同分组中牙銀成纤维细胞的核蛋白,Western bloting检测NF-κB p65和IκBα磷酸化水平。2.体内实验:成年雄性Wister大鼠随机分为3组:单纯结扎组(L);结扎+低剂量姜黄素组(L+C30,姜黄素按30 mg/kg体重給予);结扎+高剂量姜黄素组(L+C100,姜黄素按100 mg/kg体重給予);通过正畸结扎丝被绕缝合丝线缠绕于大鼠下颌第一磨牙牙颈部,诱导大鼠实验性牙周炎,并于结扎前一天给药组大鼠按上述剂量每天一次、连续30天经胃给予姜黄素。术后1月取材,分离下颌骨,部分标本剥离新鲜牙龈组织液氮保存,放射免疫法检测牙龈组织中TNF-αα及IL-1β表达;部分保留牙龈组织的标本经EDTA脱钙后制备石蜡切片,分别行HE染色及天狼星红染色,观察牙龈形态及胶原纤维的变化情况;Micro-CT分析下颌第一磨牙六个位点牙槽嵴顶至釉牙骨质界距离变化及下颔第一第二磨牙牙槽间隔骨吸收量;通过对骨小梁厚度(trabecular thickness)、骨矿化密度(bone mineral density)、骨小梁分离度(trabecular separation)、骨小梁数量(trabecular number)等骨生物学参数定量分析牙槽骨吸收情况。结果1.体外实验:姜黄素(用药浓度分别是10 μM/L 20 μM/L)无论是单纯用药还是LPS刺激下用药,对牙龈成纤维细胞的生长均无明显不良影响,各组间细胞存活率无显著差异;姜黄素可降低细胞上清液中TNF-α、IL-1β及sRANKL的表达,使OPG/sRANKL比值升高;;不同浓度的姜黄素间有统计学差异;姜黄素可抑制LPS诱导的p-p65和p-I κ B α的高表达,减轻NF-κB p65和IκBα磷酸化水平,高浓度姜黄素抑制作用更明显。2.体内实验:将改良缝合丝线严密缠绕正畸结扎丝,从下颌第一二磨牙邻间隙内穿过并结扎于下颂第一磨牙牙颈部,在实验周期内可诱发牙龈组织的炎症和牙槽骨的吸收,牙周炎模型成功建立。丝线加钢丝结扎+姜黄素组可观察到龈乳头退缩明显减少,牙龈乳头形态可见;胶原纤维破坏减少,走向规则有序;牙龈组织中TNF-α和IL-1β的表达明显下降。Micro-CT骨生物学参数分析显示:高剂量姜黄素组病损区骨组织面积百分比、骨小梁厚度、骨矿化密度等,均较单纯结扎组及低剂量姜黄素组显著增加;低剂量姜黄素组与对照组之间无明显统计学意义。结论姜黄素可减少炎性因子TNF-α和IL-1β的表达,抑制NF-kB信号通路的激活,改善OPG/RANKAL比值,进而减轻牙龈炎症,减少牙槽骨的吸失,在牙周组织破坏中发挥保护作用。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:R285.5

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