大鼠動情周期不同階段正畸牙移動牙周改建調(diào)控機理的比較研究.pdf

1、生物節(jié)律性活動是生命的一種基本特征，它不僅廣泛存在于各種生物的生命活動中而且在生物體的各個層次都有反映。隨著對這種生命節(jié)律研究的科學(xué)-時間生物學(xué)的發(fā)展，它對生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域各個層面的研究越來越受到人們的重視。正畸治療是通過牙齒移動來完成，正畸牙移動是一種在機械外力刺激下局部牙周組織改建的生物治療。在正畸患者中，性別構(gòu)成以女性為多。月經(jīng)周期是女性的重要生理周期，具有近月節(jié)律特征，而目前大多數(shù)固定正畸治療的復(fù)診時間也是以月計，那么，正畸施力-牙

2、周改建-月經(jīng)周期之間是否存在相關(guān)關(guān)系？即正畸中眾多的女性患者在月經(jīng)周期的不同階段施力是否影響牙周組織的改建？牙移動效應(yīng)有無不同？如果有影響，那么造成這種牙周改建差異的原因是什么？其調(diào)控機理如何？這些變化對機體的生理周期有無影響？這些都是正畸醫(yī)生必須面對的臨床問題。 雌激素是維持女性正常月經(jīng)周期的最重要的性激素之一，同時雌激素還在體內(nèi)以內(nèi)分泌形式以及自分泌和旁分泌形式在器官、組織和細(xì)胞水平對骨組織的結(jié)構(gòu)和功能起著重要作用，尤其是在

3、骨組織局部環(huán)境中對骨結(jié)構(gòu)、骨量的維持和骨組織的改建非常重要。女性經(jīng)期循環(huán)中雌激素含量呈波動變化，骨組織也經(jīng)歷相應(yīng)的改建循環(huán)。現(xiàn)已證實，牙周組織包括牙槽骨在內(nèi)，是雌激素的靶器官之一，正畸牙移動中以牙槽骨為主的牙周組織的改建都受到雌激素的影響。此外，近期的研究結(jié)果顯示，無論是在雌激素對骨形成和骨吸收的調(diào)控，還是機械應(yīng)力引發(fā)的骨改建中，胰島素樣生長因子(IGFs)都扮演著重要角色。雌激素與胰島素樣生長因子的波動反映著骨代謝的不同差異和變化。那

4、么，在自然生理狀態(tài)下以及在月經(jīng)周期的不同時間斷層正畸加力時牙周局部雌激素和胰島素樣生長因子有何變化？是否也存在節(jié)律性？它們對牙周組織改建有何影響？這種影響是通過什么途徑調(diào)控的？雌激素、胰島素樣生長因子和骨改建之間關(guān)系如何？它們之間是否存在相互作用？這些是本研究的著眼點。 本研究是在前期對月經(jīng)周期全身雌激素及相應(yīng)牙周組織雌激素受體變化節(jié)律的時間生物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)用現(xiàn)代組織病理技術(shù)和時間生物學(xué)分析方法，進一步研究月經(jīng)周期不同階段

5、中，作為靶器官之一的牙周組織局部雌激素的分布以及胰島素樣生長因子Ⅰ和Ⅱ(IGF-Ⅰ，IGF-Ⅱ)mRNA的表達(dá)變化情況，進一步探索造成月經(jīng)周期不同階段牙周改建差異的調(diào)控機理，并試圖通過體內(nèi)實驗對目前爭論較多的雌激素、應(yīng)力、IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ的相互作用機制及途徑進行研究；嘗試從時間生物學(xué)的角度對生理現(xiàn)象的分子生物學(xué)機制進行分析，以期為了解青年女性正畸治療的安全性、影響因素、最佳施力時機和最佳效應(yīng)提供參考。 本研究選擇動情周期為

6、5日間隔的3月齡Wistar雌性大鼠，動物分組為空白對照組(A)、加力1次組(D)、加力4次組(G)以及戴入矯治器不加力的加力1次對照組(B)、加力4次對照組(E)等5組，標(biāo)本分組中又增加了加力1次自身對側(cè)對照組(C)和加力4次自身對側(cè)對照組(F)共7組。每組按Haruyama的大鼠動情周期分組法又平均分為動情前期、動情期、動情后期及動情間期4個組，加力組分別在動情周期的某一特定階段(動情前期、動情期、動情后期和動情間期)戴入牙移動裝置

7、并定時加力，計測：牙移動量，并用免疫組化、原位雜交法測定大鼠牙周組織中雌二醇(E2)、IGF-Ⅰ和IGF-ⅡmRNA的分布及變化情況。采用單因素方差分析(one-wayANOVA)和Bingham余弦參數(shù)比較法對以上研究結(jié)果作系統(tǒng)綜合分析，以探索其差異性，變化規(guī)律、分布特征及其內(nèi)在聯(lián)系。 結(jié)果顯示： 1采用陰道涂片法可以準(zhǔn)確的區(qū)分和確定雌性大鼠動情周期中的不同階段(動情前期、動情期、動情后期、動情間期)，通過改良正畸加力

8、的實驗裝置，對處于動情周期不同階段的大鼠進行模擬正畸加力，成功地建立了動情周期不同階段正畸牙移動的實驗動物模型。 2在動情周期的不同階段進行正畸加力，所獲得的牙移動效果不同：在動情前期加力牙移動量最小，在動情期加力牙移動量最大，在動情后期和動情間期加力牙移動量相當(dāng)并介于前兩者之間。 3自然狀態(tài)下(空白對照組)，牙周組織有雌激素(E2)的表達(dá)并且表達(dá)的水平不一樣。在動情前期最高，動情期最低，動情后期和動情間期相當(dāng)且介于前二

9、者之間。在動情周期的不同階段雌激素(E2)的表達(dá)變化呈現(xiàn)與動情周期相關(guān)的、周期為5天且符合余弦曲線的亞日節(jié)律。 4在動情周期的不同階段，正畸加力使正畸牙張力側(cè)牙周組織局部E2的表達(dá)增強，提示局部雌激素參與了正畸牽張引起的牙周組織改建。 5在全身和局部雌激素表達(dá)最強的動情前期牙齒移動最慢，表達(dá)最弱的動情期移動最快說明雌激素對骨組織的保護作用。 6大鼠動情周期不同階段牙周組織局部E2表達(dá)具有符合余弦曲線的5天為一周期

10、的亞日節(jié)律，與全身E2表達(dá)節(jié)律相一致。 7自然狀態(tài)下，在大鼠動情周期不同階段，牙周組織(成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞、部分牙周膜細(xì)胞)有IGF-Ⅰ和IGF-ⅡmRNA的表達(dá)。提示IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ可以局部合成并以自分泌/旁分泌的形式在牙周組織改建中發(fā)揮作用。 8正畸牽張應(yīng)力上調(diào)IGF-ⅠmRNA的表達(dá)強度，提示IGF-Ⅰ參與正畸牙移動引起的牙周組織改建。 9IGF-ⅡmRNA的表達(dá)強度在動情周期的不同階段沒有差別，但和

11、正畸加力關(guān)系密切，正畸牽張應(yīng)力明顯上調(diào)IGF-ⅡmRNA的表達(dá)強度。 10在動情周期的不同階段，各實驗組牙周組織IGF-ⅠmRNA的表達(dá)呈現(xiàn)符合余弦曲線的周期為5天的亞日節(jié)律。 11大鼠動情周期牙周組織局部IGF-ⅡmRNA表達(dá)沒有呈現(xiàn)與局部和全身雌激素相同的節(jié)律，更多地受到正畸牽張應(yīng)力的影響，可能其系作為局部因子參與正畸牽張引起的牙周改建。 提示： 1在大鼠動情周期的不同階段進行正畸加力，牙齒的移動量有

12、差異，在動情前期加力牙移動量最小，在動情期加力牙移動量最大，在動情后期和動情間期加力牙移動量相當(dāng)并介于前兩者之間。提示臨床中在女性月經(jīng)周期的不同時期進行正畸加力也可能存在不同的牙移動效果。 2大鼠動情周期不同階段牙周組織局部E2表達(dá)具有亞日節(jié)律性，呈現(xiàn)符合余弦曲線的節(jié)律性變化規(guī)律，與全身雌激素表達(dá)節(jié)律相一致。一方面提示全身雌激素水平可能由正畸應(yīng)力引起的局部雌激素的升高而改變；另一方面也說明雖然正畸加力使張力側(cè)牙周組織局部E2的表

13、達(dá)增強，但并沒有改變隨動情周期呈節(jié)律性波動的趨勢和規(guī)律，只是影響到節(jié)律的振幅，峰值相位等參數(shù)，提示對女性生理周期而言正畸治療是安全的。 3IGF-ⅠmRNA的表達(dá)強度在局部E2最高的動情前期最高，在局部E2最低的動情期最低，與全身和局部E2呈現(xiàn)相同的節(jié)律變化，提示三者可能由同一種內(nèi)源機制發(fā)動和控制，或者是雌激素對骨改建的作用和調(diào)控很可能通過IGF-Ⅰ途徑，但需要進一步實驗證實。 4大鼠動情周期牙周組織局部IGF-ⅡmRN