煙草中有害物質(zhì)對(duì)人牙齦成纖維細(xì)胞的影響

1、<p>　　煙草中有害物質(zhì)對(duì)人牙齦成纖維細(xì)胞的影響</p><p>　　【關(guān)鍵詞】 煙草； 牙齦成纖維細(xì)胞；牙周??；細(xì)胞因子 </p><p>　　煙草中有害物質(zhì)引起的牙槽骨吸收是牙周病和種植體失敗的重要原因。緊緊圍繞天然牙和種植體頸部的結(jié)締組織是保護(hù)牙槽骨的一道屏障，Lambert等［1］指出，如果牙頸部這道屏障完整，煙草中有害物質(zhì)不會(huì)引起牙槽骨吸收。牙齦成纖維細(xì)胞及所形成的

2、纖維束緊緊包繞著天然牙和種植體袖口區(qū)域，是這道屏障的基本組成。本文就煙草有害物質(zhì)對(duì)牙齦成纖維細(xì)胞的影響作一綜述。 </p><p>　　1 牙齦成纖維細(xì)胞對(duì)煙草有害物質(zhì)的吸收 </p><p>　　煙草中含有4 000多種有害物質(zhì)，如尼古丁、乙醛、丙烯醛等,其中尼古丁是煙草中主要生物堿 ,約占煙草生物堿總量95%以上。Hanes 等［2］對(duì)體外培養(yǎng)人牙齦成纖維細(xì)胞結(jié)合、吸收和釋放同位素氚

3、標(biāo)記的尼古丁進(jìn)行研究 ,發(fā)現(xiàn)其與細(xì)胞的結(jié)合是非特異性的。牙齦成纖維細(xì)胞吸收尼古丁速度較快，4 h即達(dá)到高峰 ,每106細(xì)胞內(nèi)含尼古丁26.31 pmols，隨后逐漸下降。大量臨床研究也證實(shí)各種品牌香煙吸后，吸煙者血漿中尼古丁濃度22.6～73 ng/ml［3］，唾液中尼古丁濃度70～1 560 μg/ml。 </p><p>　　2 煙草有害物質(zhì)對(duì)牙齦成纖維細(xì)胞作用機(jī)制 </p><p>

4、;　　2.1 煙草對(duì)牙齦成纖維細(xì)胞附著能力的影響 牙齦成纖維細(xì)胞必須在底物上附著才能發(fā)揮生理功能。細(xì)胞初始粘附在底物上時(shí)為圓形或卵形，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，表面生出許多短小的微絨毛，接觸底物的微絨毛變長(zhǎng)，形成長(zhǎng)線(xiàn)狀偽足，未接觸底物的微絨毛逐漸消失。細(xì)胞順著長(zhǎng)線(xiàn)狀偽足的方向伸展，逐漸變得扁平，同時(shí)細(xì)胞周緣繼續(xù)伸出新的長(zhǎng)線(xiàn)狀偽足，眾多偽足形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)細(xì)胞的繼續(xù)伸展。這種動(dòng)力學(xué)變化的基礎(chǔ)在于細(xì)胞骨架在細(xì)胞內(nèi)處于不斷的重組狀態(tài)，骨架蛋白不斷

5、聚合使纖維延長(zhǎng)，或不斷解聚使纖維縮短、消失。 </p><p>　　Poggi等［4］發(fā)現(xiàn)煙草中的乙醛、丙烯醛可破壞牙齦成纖維細(xì)胞的骨架系統(tǒng)。乙醛、丙烯醛高親和性結(jié)合組成微管蛋白的主要蛋白質(zhì)半胱氨酸中的巰基，從而影響微管蛋白的聚合能力。此外，乙醛、丙烯醛還可以通過(guò)加速細(xì)胞內(nèi)部谷胱甘肽消耗，造成自由基增多，間接導(dǎo)致細(xì)胞骨架系統(tǒng)破壞。細(xì)胞骨架系統(tǒng)的破壞影響細(xì)胞在底物表面的伸展。 </p><p&g

6、t;　　對(duì)于粘附在底物上，已經(jīng)伸展的牙齦成纖維細(xì)胞，乙醛、丙烯醛使細(xì)胞長(zhǎng)梭狀外形塌陷，變?yōu)殚L(zhǎng)條形，當(dāng)濃度繼續(xù)增加時(shí)，細(xì)胞質(zhì)骨架系統(tǒng)完全破壞，微管、微絲、中間纖維斷裂，成無(wú)序的絮狀圍繞在細(xì)胞核的周?chē)?，整個(gè)細(xì)胞呈現(xiàn)細(xì)胞核的卵圓形。 </p><p>　　細(xì)胞形態(tài)變化同時(shí)，底物上細(xì)胞附著的數(shù)目也顯著變化。隨著濃度增加（丙烯醛10-5～10-4M，乙醛10－４～10－２M之間），細(xì)胞對(duì)培養(yǎng)皿粘附性從原來(lái)的80%左右下降到

7、20%左右［4］。 </p><p>　　煙草中其它物質(zhì)也對(duì)牙齦成纖維細(xì)胞在底物附著造成影響。Tanur等［3］發(fā)現(xiàn)，牙齦成纖維細(xì)胞在玻璃或健康牙根表面形成良好附著時(shí)，表現(xiàn)為長(zhǎng)梭形，平行排列，方向一致,很少發(fā)生重疊。而同樣環(huán)境下尼古丁組細(xì)胞，呈多個(gè)方向無(wú)序的排列，細(xì)胞之間頻繁的出現(xiàn)重疊。且在吸煙者血漿尼古丁含量范圍內(nèi)，紊亂程度隨著劑量增加而加重。在排列方向紊亂同時(shí)，粘附力也受到影響。附著在牙根表面，相同數(shù)目的牙齦

8、成纖維細(xì)胞經(jīng)過(guò)30 min 100 r/min的旋轉(zhuǎn)，細(xì)胞脫落數(shù)目與尼古丁濃度成正相關(guān)關(guān)系。Tanur認(rèn)為此附著力下降是因?yàn)榧?xì)胞在附著時(shí)盡力逃避尼古丁影響造成的。 </p><p>　　2.2 煙草對(duì)牙齦成纖維細(xì)胞分泌膠原、膠原酶及其它細(xì)胞基質(zhì)的影響 正常牙齦組織膠原大致經(jīng)歷細(xì)胞內(nèi)合成、細(xì)胞外沉積和被再吸收的動(dòng)態(tài)過(guò)程。牙齦成纖維細(xì)胞產(chǎn)生膠原，主要是I型膠原，同時(shí)也分泌膠原酶,降解膠原，在維持膠原的動(dòng)態(tài)平衡中發(fā)

9、揮重要作用。 </p><p>　　Giannopoulou等［5］發(fā)現(xiàn)，尼古丁濃度1～10 μg/ml時(shí)，牙齦成纖維細(xì)胞產(chǎn)生膠原能力未發(fā)現(xiàn)明顯變化；當(dāng)尼古丁濃度50～500 μg/ml時(shí)，膠原產(chǎn)生逐漸減少，由正常的75％下降到40％，這可能是尼古丁直接抑制膠原合成的中間環(huán)節(jié)或膠原底物的合成。也有部分原因是尼古丁間接刺激導(dǎo)致。Ho等［6］發(fā)現(xiàn),尼古丁增強(qiáng)牙齦成纖維細(xì)胞環(huán)氧酶（COX）-2表達(dá)。COX-2是前列腺素

10、合成的限速酶，COX-2的增加導(dǎo)致體內(nèi)前列腺素水平的增加，從而降低成纖維細(xì)胞內(nèi)Ⅰ、Ⅲ前膠原mRNA的含量，抑制膠原的生成。 </p><p>　　尼古丁抑制牙齦成纖維細(xì)胞膠原合成同時(shí)也加速膠原降解。膠原降解過(guò)程主要由膠原酶催化。因這些酶需要Ca2+、Zn2+等金屬離子作為輔助因子，所以又被稱(chēng)為基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）。在Zhou 等［7］實(shí)驗(yàn)中，尼古丁濃度150～250 μg/ml之間時(shí)，膠原降解隨著尼古丁濃度

11、上升而增強(qiáng)。此時(shí)尼古丁組和不含尼古丁組各種基質(zhì)金屬蛋白酶MMPs mRNAs水平?jīng)]有區(qū)別，僅是尼古丁組基質(zhì)金屬蛋白酶特異性抑制物(TIMP-1）水平顯著下降。這表明尼古丁并不直接增加膠原酶合成，而是通過(guò)增強(qiáng)活性轉(zhuǎn)化，降低失活等其它一些途徑增強(qiáng)膠原酶活性，促進(jìn)膠原降解。 </p><p>　　牙齦成纖維細(xì)胞除了分泌膠原外，還分泌其它一些基質(zhì)蛋白，如纖維粘連蛋白(fibronectin)、整合素β1(Integrin

12、 β1 )［8］。牙齦成纖維細(xì)胞在底物表面的鋪展、附著及移行需要這些細(xì)胞外基質(zhì)的參與。 </p><p>　　2.3 煙草對(duì)牙齦成纖維細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子的影響健康牙周組織中，牙齦成纖維細(xì)胞分泌大量的細(xì)胞因子，調(diào)節(jié)著細(xì)胞間的相互作用，調(diào)節(jié)著細(xì)胞的移動(dòng)、增殖、分化和產(chǎn)生基質(zhì)成分，在維持著內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定中發(fā)揮作用。Almasri等［9］發(fā)現(xiàn)，250 μg/ml尼古丁作用體外培養(yǎng)牙齦成纖維細(xì)胞48 h后， IL-1、IL-

13、6、IL-8等促炎因子水平顯著增強(qiáng)，它們可直接或通過(guò)誘導(dǎo)其它因子生成參與牙槽骨吸收、膠原酶產(chǎn)生、趨化炎性細(xì)胞聚集等一系列造成組織破壞的炎性反應(yīng)。與此同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)抗炎因子IL-10水平增高。這可能是牙齦成纖維細(xì)胞代償促炎因子增加的結(jié)果。 </p><p>　　此外，尼古丁代謝產(chǎn)物去甲煙堿可增強(qiáng)牙齦成纖維細(xì)胞的晚期糖基化終產(chǎn)物受體(RAGE)mRNA表達(dá)［10］，晚期糖基化終產(chǎn)物刺激多種促炎細(xì)胞因子表達(dá)，如IL-1、

14、IL-6、TNF-α等。 </p><p>　　2.4 煙草對(duì)牙齦成纖維細(xì)胞遷移的影響 牙周組織受到損傷或有炎癥時(shí)，牙齦成纖維細(xì)胞聚集被破壞部位并參與修復(fù)。它可以是局部的成纖維細(xì)胞增殖，也可以從鄰近組織的未分化間質(zhì)細(xì)胞和成纖維細(xì)胞分化、遷移而來(lái)。細(xì)胞遷移需要內(nèi)外因素的配合。外部因素指的是細(xì)胞外的信號(hào)分子，內(nèi)部因素則指細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)和執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的細(xì)胞骨架和能量系統(tǒng)，還有參與粘著斑形成的各種分子。Fang等［11

15、］對(duì)體外傷口愈合模型研究表明，正常牙齦成纖維細(xì)胞48 h遷移0.117 mm2，0.5 μmol/L尼古丁組細(xì)胞遷移0.100 mm2。因0.5 μmol/L濃度尼古丁對(duì)細(xì)胞骨架、細(xì)胞極性影響不大，遷移能力的下降可能是0.5 μmol/L濃度尼古丁改變Rac、PAK1/2活性，上調(diào)MAPK信號(hào)的表達(dá)，從而改變細(xì)胞遷移信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)造成的。 </p><p>　　Wong等［12］通過(guò)煙草中有害物質(zhì)對(duì)雞胚成纖維細(xì)胞影

16、響認(rèn)為,低濃度有害物質(zhì)減少細(xì)胞遷移是通過(guò)增加絲狀肌動(dòng)蛋白(F-actin)、粘著斑蛋白(vinculin)的生成，從而增加細(xì)胞粘附性造成的。對(duì)于牙齦成纖維細(xì)胞，目前尚未發(fā)現(xiàn)此類(lèi)研究。 </p><p>　　2.5 煙草對(duì)牙齦成纖維細(xì)胞增殖能力的影響 相對(duì)于無(wú)尼古丁影響的牙齦成纖維細(xì)胞，低濃度尼古丁1 μg/ml刺激下，細(xì)胞增殖能力略微上升，隨著尼古丁濃度提高，細(xì)胞增殖能力逐漸下降，下降程度與尼古丁劑量相關(guān)。增

17、殖能力下降可能與細(xì)胞骨架破壞，蛋白質(zhì)合成下降等一系列因素有關(guān)；而在低濃度時(shí)，增殖能力略微上升則可能與細(xì)胞凋亡受到抑制有關(guān)。 </p><p>　　Argentin等［13］發(fā)現(xiàn)1 μmol/L濃度的尼古丁可顯著增加微核（MN）出現(xiàn)頻率。微核是細(xì)胞在有絲分裂時(shí)因各種有害因素?fù)p傷，使細(xì)胞核成份殘留在核外的微小核染色質(zhì)塊，可作為細(xì)胞毒性物質(zhì)對(duì)細(xì)胞損傷的評(píng)價(jià)指標(biāo)。牙齦成纖維細(xì)胞在1 μmol/L濃度的尼古丁作用24 h時(shí)

18、微核出現(xiàn)的頻率最高，隨后逐漸下降，但尼古丁對(duì)微核的影響無(wú)法消除。而加入抗氧化劑（N-乙酰-L-半胱氨酸或過(guò)氧化氫酶）時(shí)，微核出現(xiàn)頻率下降。這表明尼古丁可能或至少有一部原因是通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)引發(fā)對(duì)牙齦成纖維細(xì)胞DNA的損傷。尼古丁作用的牙齦成纖維細(xì)胞DNA損傷后，增殖能力沒(méi)有受到影響，而細(xì)胞的凋亡卻顯著降低。這可能是尼古丁阻斷細(xì)胞凋亡蛋白激酶(PKC)信號(hào)傳遞通路所致［13］。尼古丁引發(fā)了細(xì)胞遺傳物質(zhì)DNA的損傷，同時(shí)卻允許DNA

19、損傷的細(xì)胞進(jìn)行增殖，從而改變了細(xì)胞生存和死亡之間的平衡。這可能是引發(fā)腫瘤的第一步。Argentin的實(shí)驗(yàn)僅是單因素（尼古?。┒唐谟绊?，如果煙草中眾多有害物質(zhì)長(zhǎng)期影響，可能引發(fā)更多DNA損傷。 </p><p><b>　　3 結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　綜上所述，煙草中有害物質(zhì)對(duì)牙齦成纖維細(xì)胞有破壞作用，此作用的大小與時(shí)間、濃度呈正相關(guān)。體內(nèi)環(huán)境下，煙草中有

20、害物質(zhì)對(duì)牙齦組織的血流量、氧分壓、機(jī)體免疫系統(tǒng)都有重要影響。要揭示體內(nèi)環(huán)境煙草有害物質(zhì)對(duì)牙齦成纖維細(xì)胞的影響，還待進(jìn)一步的研究。 </p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】 </b></p><p>　?。?］ Lambert PM, Morris HF, Ochi S. The influence of smoking on 3-year clinical succ

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