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bFGF在恒牙牙根发育不同阶段的牙髓中表达的免疫组化研究

陈旭  
【摘要】: 前言 在牙齿发育期间,牙乳头间充质细胞分化为成牙本质细胞,形成原发性牙本质;在牙齿萌出后,无论年轻恒牙,还是成熟恒牙,受损伤后均有修复性牙本质的形成,表明牙髓中存在有分化潜力的祖细胞群(progenitor cells),后期可能分化为成牙本质细胞样细胞(odontoblast-like cells)。目前认为一些生长因子可能参与调节牙髓组织中的细胞增殖、分化和基质合成。碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)是一种多肽调节因子,对绝大多数来自中胚层和神经外胚层的细胞均具有刺激增殖活性,在胚胎形成、血管新生、神经营养及创伤愈合等方面起重要作用。迄今国内外学者对bFGF在人、鼠牙胚发育过程中的表达进行了免疫组化研究,认为bFGF与成釉细胞、成牙本质细胞的分化成熟及牙本质基质的沉积有关。本实验首次运用SP免疫组化技术和图像分析手段,显示bFGF在恒牙牙根不同发育阶段的牙髓中的表达及分布特征,探寻其在牙髓发育成熟中的作用。 材料与方法 牙髓标本取自多生牙、因阻生而拔除的第三磨牙或因正畸而拔除的健康无龋牙齿。所有研究对象均无全身系统性疾病,近三个月未曾服用免疫制剂和抗菌药物。将研究对象分成三组,即牙根刚开始发育(第一组)、牙根发育中(第二组)、牙根发育完成(第三组)。牙齿拔除后立即将牙齿纵向劈开,完整取出牙髓组织,放入4%的多聚甲醛液中,4℃下固定。梯度酒精脱水,二甲苯透明,石蜡包埋。每个标本于牙髓组织纵向最大面积处连续切片,厚 5卜m,做 SP免疫组化染色。光学显微镜下观察阳性染色的分布及 强度。 利用图像分析仪和Meta Morph/Cool snap仇AX70软件系统 对阳性染色部位的透光强度进行定量分析问灰度值的测定人 随机选取8个视野,对每张切片的冠髓与根髓组织的外层部分和 中心区分别进行测量,结果取其平均值。用SPSS软件做统计学分 析。 实验结 果 在牙髓组织中,bFGF主要在成纤维细胞、成牙本质细胞及血 管壁内皮细胞的胞浆中呈阳性着色,同时在细胞外基质中呈线网 状分布。年轻恒牙第一组牙髓的bFGF呈强阳性表达,第H组次 之,第三组成熟恒牙牙髓的bFGF呈弱阳性表达。随着牙根的发 育成熟,牙髓中阳性表达的成纤维细胞数逐渐减少。第一组牙髓 外层的胜CF灰度值大于中心区(P<O.001八第二组冠髓中心区 的m*F灰度值大于冠髓外层评<0.05八成熟恒牙的冠髓外层灰 度值大于年轻恒牙河<O.001人各实验组的冠髓中心区灰度值 两两之间比较,有非常显著性差异泽<O.00八年轻恒牙的根髓 中心区灰度值低于外层(P<0.05厂且低于成熟恒牙的根髓中心 区灰度值(P<O.00)。 讨 论 国内外学者对牙髓细胞的体外培养实验研究表明,bFGF能 促进牙髓细胞DNA的合成,是牙髓细胞的潜在有丝分裂原;加人 bFGF使牙髓细胞的碱性磷酸酶(Alkaline PhosPhatase,ALPase)合 成受到抑制,而Aryase诱导牙髓细胞的终末分化和钙化。成牙本 ·2· 质细胞为终末细胞,失去增殖活性,bFGF对牙髓细胞的终末分化 和钙化的抑制作用对于牙髓发育和修复中牙髓细胞的募集(re- cmiboent)是必备的先决条件。 近年来的研究表明bFGF参与牙胚的形态发生和牙齿形成细 胞的分化。本实验采用免疫组化技术,发现牙髓中的成纤维细胞 表达bFGF,而且随着牙根的发育,牙髓中表达bFGF的成纤维细 胞数目逐渐减少,其染色强度逐渐减弱。因此,我们认为bFGF对 牙髓细胞的发育和成熟起着重要作用。实验结果显示年轻恒牙牙 根刚开始发育时,牙髓中心区的bFGF阳性表达强于牙髓外层,这 可能是造成年轻恒牙牙髓中心区ALPase活力减弱,髓腔壁和壁附 近的成牙本质细胞中ALPase活力最强的原因之一。有学者认为, 牙髓细胞在分化为成牙本质细胞之前,需要经过一个去分化的过 程,即ALPase活力下降,细胞进人分化潜力大的中胚层细胞,进而 酶活力升高,分化为成牙本质细胞。因为ALPase的活性与牙髓的 形成功能密切相关,所以bFGF可能通过控制ALPase的活性而参 与了牙髓细胞的去分化过程,从而调节牙髓细胞向成牙本质细胞 的分化。bFGF的阳性表达在年轻恒牙的冠髓外层强于冠髓中心 区,根髓中心区强于根髓外层。由此我们推测年轻恒牙冠髓的成 牙本质细胞附近的牙髓细胞以及根髓中心的牙髓细胞具有较强地 分化为成牙本质细胞的能力。bFGF表达于牙髓细胞外基质kx- racellular matriX,ECM)中,表明成纤维细胞分泌的 bFGF可能被 贮存在ECM中,从而刺激成纤维细胞的生长和分化。细胞的分化 是由牙髓ECM来调节的。bFGF能与IV型胶原,层粘连蛋白 (laminin,LN)及纤维粘连蛋白(ibronechn,FN)等ECM结合,这 可以用来解释牙本质基质沉积过程中成牙本质细胞层和牙髓 ECM中bFGF的强染现象,同11寸揭示了 bFGF在与ECM成分的相 互作用以及伴随牙根发育的牙本质沉积中的重要作用。概括而 言,bFGF释放后,一部分与周围细胞或自身胞膜受体结合,促进


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