牙周病大鼠正畸源性牙根吸收和MMP-9表达的观察*

王 月，王明洁，常 悦，崔淑霞

1)郑州大学口腔医学院 郑州 450052 2)河南省口腔医院正畸科 郑州 450052

牙周病大鼠正畸源性牙根吸收和MMP-9表达的观察*

王 月1)，王明洁1)，常 悦1)，崔淑霞2)#

1)郑州大学口腔医学院 郑州 450052 2)河南省口腔医院正畸科 郑州 450052

#通信作者，女，1968年1月生，硕士，教授，主任医师，研究方向：口腔正畸，E-mail：cui-shuxia@163.com

牙根吸收；基质金属蛋白酶9；牙周病;大鼠；正畸

目的：探讨牙周病大鼠不同正畸条件下牙根吸收情况与牙组织中基质金属蛋白酶9(MMP-9)表达水平的变化。方法：取108只大鼠,54只制作大鼠牙周病模型，模型制备成功后分别给予0、50和80 g正畸力牵拉1、7、14 d，每个条件下6只大鼠;另54只给予相同正畸处理但不制备牙周病模型(对照组)。以上颌切牙为支抗，分别牵拉左侧上颌第一磨牙向近中移动。取各组大鼠实验牙制作组织切片，观察牙根吸收情况，应用免疫组化染色观察MMP-9的表达。结果：50或80 g正畸力牵拉7 d后，两组大鼠牙周膜均排列紊乱，可见明显的牙根吸收现象，牙周病组大鼠牙根吸收情况较对照组严重；牵拉14 d后牙根吸收活动基本停止。随着正畸力的增加，MMP-9表达水平逐渐升高；牵拉7 d后MMP-9表达水平最高，14 d后下降；牙周病组牙组织中MMP-9表达水平高于对照组(F组别=3.031,P=0.022;F正畸力=6.634,P=0.014;F时间=4.820,P=0.009;F交互=0.890,P=0.514)。结论：牙组织中MMP-9表达水平可能能反映牙周病大鼠牙根吸收的程度。

牙根吸收是临床正畸治疗中常见的并发症，目前对于牙根吸收的早期诊断和治疗方法非常有限，因此,探究出一种能够早期发现牙根吸收的检测指标具有重要的临床意义。基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)是在结构和功能上同源的一组蛋白酶超基因家族，在细胞外基质的降解和重建过程中发挥重要作用[1],是参与牙周组织改建的主要酶类，可能与牙根吸收有关。作者给予牙周病模型大鼠不同条件下的正畸处理，观察牙根吸收情况及实验牙中MMP-9表达的变化，报道如下。

1 材料与方法

1.1 实验动物 雄性Wistar大鼠108只，由河南省实验动物中心提供，6～7周龄，体重260～280 g，分笼饲养，水与饲料供给充足，实验环境中适应性饲养后用于实验。

1.2 牙周病模型的制备方法 按3.3 mg/kg的剂量腹腔注射水合氯醛麻醉大鼠，用橡皮筋将大鼠头部固定在鼠板上，用拉钩器拉开口角，暴露并探针剥离上颌第一磨牙，用结扎丝穿引1周后结扎，使结扎丝陷于牙龈内。喂养高糖饲料以及100 g/L蔗糖水。每天检查结扎丝一次，有脱落者及时重新结扎，2周后进行牙周检查[2]。结扎丝去除后上颌第一磨牙牙龈颜色变深，龈乳头水肿，探诊后出血或有较浅的牙周袋，表明牙周病模型制备成功。

1.3 实验分组 108只大鼠中,54只制作大鼠牙周病模型，模型制备成功后分别给予0、50和80 g正畸力牵拉1、7、14 d，每个条件下6只大鼠;另54只给予相同正畸处理但不制备牙周病模型(对照组)。正畸处理：以上颌切牙为支抗，在大鼠上颌切牙和左侧第一磨牙间放置NiTi拉簧，将0.25NiTi丝固定于上颌切牙牙颈部(上颌切牙牙颈部用牙科涡轮机打磨出深1 mm的槽沟以方便固定)，牵拉上颌左侧第一磨牙向近中移动，每日检查加力装置是否脱落和力值是否衰减。

1.4 牙根吸收情况的观察 处死大鼠,解剖取出上颌左侧第一磨牙及其周围牙槽骨，固定、脱钙、包埋、切片后进行HE染色，观察牙根吸收情况。

1.5 MMP-9的检测 将大鼠左侧上颌第一磨牙组织切片做免疫组化SP法染色[3]，采用 Olympus 光学显微镜在高倍视野下由对实验设计及分组不知情的医师读片、观察，进行图像采集，计算阳性区平均积分光密度值，以此表示MMP-9表达水平。

1.6 统计学处理 应用SPSS 17.0对数据进行统计学处理，大鼠牙组织中MMP-9表达水平的比较采用2×3×3析因设计的方差分析，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 组织形态学表现 正畸力为0 g时，对照组大鼠牙根表面牙骨质层光滑、完整，牙周膜纤维排列整齐；牙周病组大鼠左侧上颌第一磨牙近中根近中侧根尖区牙周膜纤维排列不规则，可见炎性细胞浸润，但牙骨质周围未见吸收陷窝。用50或80 g正畸力牵拉1 d后，对照组未见明显异常，牙周病组大鼠牙骨质周围可见炎性细胞密集，但是未见明显的吸收陷窝；牵拉7 d后，两组大鼠牙周膜均排列紊乱，牙根边缘可见明显的牙根吸收现象，牙骨质周围出现大小不一的多个吸收陷窝，牙根吸收活动达到顶峰，牙周病组大鼠牙根吸收情况较对照组严重；牵拉14 d后，两组大鼠牙骨质周围吸收陷窝数量并未较7 d时明显增加，有些吸收陷窝内出现了修复性牙本质，牙根吸收活动基本停止(图1)。

2.2 MMP-9的表达 见图2、表1。

图1 组织形态学表现(HE,×200)

图2 实验牙组织中MMP-9的表达(SP，×200)

A：对照组大鼠0 g正畸力牵拉1 d；B:牙周病组大鼠0 g正畸力牵拉1 d;C：对照组大鼠80 g正畸力牵拉7 d；D：牙周病组大鼠80 g正畸力牵拉7 d；E：对照组大鼠50 g正畸力牵拉14 d；F：牙周病组大鼠50 g正畸力牵拉14 d。

表1 大鼠左侧上颌第一磨牙(实验牙)组织中MMP-9的表达 (n=6)

F组别=3.031,P=0.022;F正畸力=6.634,P=0.014;F时间=4.820,P=0.009;F交互=0.890,P=0.514。

3 讨论

牙根吸收是正畸过程中不可避免的并发症，它开始于正畸早期，并将会伴随着整个正畸过程，目前所有的检查手段都很难发现并确证正畸早期发生的牙根吸收。King等[4]以上颌切牙为支抗，使用NiTi拉簧牵拉磨牙向近中移动，发现30～40 g正畸力可以达到移动牙齿的同时不造成牙根吸收的目的。卢燕勤等[5]的研究表明，对大鼠磨牙施以50～80 g正畸力会造成一定的牙根吸收，且力值越大，牙根吸收情况越严重。由于该实验旨在研究牙根吸收，所以实验中选择50 g和80 g两个力值。结果显示，用50或80 g正畸力牵拉7 d后，两组大鼠牙周膜均排列紊乱，牙根边缘可见明显的牙根吸收现象，牙骨质周围出现大小不一的多个吸收陷窝，牙根吸收活动达到顶峰，牙周病组大鼠牙根吸收情况较对照组严重；牵拉14 d后牙根吸收活动情况并未较牵拉7 d时加重，牙根吸收活动基本停止。

MMP-9具有切断细胞外基质成分,调节细胞黏着并间接参与组织再塑和创伤修复等生理功能，是基质降解的关键酶[6]。该实验结果显示：随着正畸力的增加，牙周病组和对照组大鼠牙组织中MMP-9表达水平也越来越高，与Balducci等[7]的研究结果一致。在相同的正畸条件下，两组在牵拉7 d后MMP-9表达水平最高，牵拉14 d后其表达反而下降，与组织形态学观察到的牙根吸收严重程度的变化趋势一致，说明牙组织中MMP-9表达水平可以作为衡量牙根吸收严重程度的指标。同时，牙周病组大鼠牙组织中MMP-9表达水平均高于对照组。在大鼠磨牙正畸过程中，牙周组织受力可引起成牙本质细胞分泌的MMPs明显增多，作为裂解片段之一的MMP-9亦被大量释放到牙周组织中，在组织中有所表达[8]。正畸牵拉后的第7天是酶形成和聚积阶段, 故此时期牙组织中MMP-9表达水平也最高，牵拉后的第14天可能为酶的消耗阶段，因此牙组织中MMP-9表达水平下降，这与赵红宇等[8]研究得出的结果MMPs蛋白在牙周病的发生中起重要作用相一致。

综上所述，MMP-9表达水平的变化与牙根吸收的演变过程相一致。目前，X线是检查牙根吸收的重要手段，但是X线结果具有一定的滞后性，只能在牙根吸收发生后的5～6个月才能确诊，尤其是牙周病患者需要早期、多次检查牙根情况，因此MMP-9表达水平检测有可能有助于牙根吸收的早期判断。但是该实验样本量较小,对于MMP-9与牙根吸收的关系只能做一个初步的了解，研究结果为以后通过分子生物学的方法早期诊断并监测牙根吸收提供了理论依据。

[1]王智，靳淑梅，张君．牙根吸收的原因与机制[J]．国际口腔医学杂志，2010，37(1)：101

[2]苏军,刘鲁川,毛永利等.SD 大鼠牙周炎动物模型的建立[J].牙体牙髓牙周病学杂志,2006,16(11)：612

[3]赵红宇，张淼，岳新新，等.侵袭性牙周炎患者牙龈组织中MMP-1、MMP-8、MMP-13蛋白的表达[J].郑州大学学报：医学版，2014,49(2):227

[4]King GJ,Keeling SD,McCoy EA,et al.Measuring dental drift and orthodontic tooth movement in resoponse to various initial forces in adult rats[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop,1991,99(5):456

[5]卢燕勤，张素银，任力锋，等.正畸大鼠磨牙牙周膜内破骨细胞的出现与应力的关系[J].口腔医学纵横,2001,17(2):116

[6]Delaissé JM,Dalaisse JM,Engsig MT,Everts V,et al.Proteinases in bone resorption obvious and less obvious roles[J].Clin Chim Acta,2000,291(2):223

[7]Balducci K,Ramachandran A,HAO J,et al.Biological makers for evaluation of root resorption[J].Arch Oral Biol,2007,52(3):203

[8]李永明,林珠,冯雪,等.MMP-2和TIMP-1在正畸牙周组织改建过程中的表达[J].实用口腔医学,2000,16(6):417

(2015-01-09 收稿 责任编辑王 曼)

Expression of MMP-9 and root resorption by orthodontic force in rats with periodontal disease

WANGYue1),WANGMingjie1),CHANGYue1),CUIShuxia2)

1)SchoolofStomatology，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450052 2)DepartmentofOrthodontics,StomatologyHospitalofHenanProvince，Zhengzhou450052

root resorption;MMP-9;periodontal disease;rat;orthodontic

Aim: To investigate the expression of MMP-9 and root resorption by orthodontic force in rats with periodontal disease. Methods: A total of 108 rats were collected,among which 54 rats were made periodontal disease model,and then giving 0,50 or 80 g orthodontic force for 1,7,14 days,respectively,6 rats at each orthodontic condition;the other 54 rats(the control) were healthy and recepted the same orthodontic treatment. The histological slices of maxillary first molar were made to observe the histological changes of the root resorption and immunohistologic staining method was used to detect the expression of MMP-9.Results: When being loaded orthodontic force of 50 or 80 g for 7 days, the rats in the 2 groups showed that periodontal ligament arranged in disorder, obvious root resorption, and the root resorption of the periodontal disease rats was more severe than the control; after 14 days,root absorption activities stopped. With the increase of orthodontic force, the expression of MMP-9 increased; the expression of MMP-9 on the 7th day was the highest, and decreased after the 14th day; the expression of MMP-9 in periodontal disease group was higher than that in the control(Fgroup=3.031,P=0.022;Fforce=6.634,P=0.014;Ftime=4.820,P=0.009;Finteraction=0.890,P=0.514).Conclusion: The expression of MMP-9 in tooth tissue may reflect the severity of root resorption of periodontal disease rats.

10.13705/j.issn.1671-6825.2015.03.019

*河南省教育厅科技攻关项目 132300410050

R783.5