白细胞介素-10对骨质疏松小鼠牙槽骨吸收的保护作用

赵　莹　庞宇轩　敦欣卉　冯兆贺　费鸿博　费　瑞　隋晓光

(吉林大学基础医学院细胞生物学系，吉林　长春　130021)

白细胞介素-10对骨质疏松小鼠牙槽骨吸收的保护作用

赵莹1庞宇轩1敦欣卉冯兆贺费鸿博1费瑞隋晓光2

(吉林大学基础医学院细胞生物学系，吉林长春130021)

〔摘要〕目的观察白细胞介素(IL)-10对骨质疏松(OP)小鼠牙槽骨的影响，探究其对牙槽骨吸收的保护作用。方法用雌性小鼠构建OP模型小鼠后随机分为空白组、模型组，高、中、低剂量IL-10组。各组尾静脉注射分别给予生理盐水和IL-10，2次/w。给药4 w后处死小鼠，分别取下颌骨和静脉血。下颌骨常规脱钙，石蜡包埋、切片、HE染色，观察下颌骨变化。静脉血用于分离血清检测IL-1β水平。结果与空白组相比，模型组骨破坏严重。与模型组相比，IL-10高、中、低剂量组骨密度显著增高，骨质破坏缓解。血清中IL-1β含量明显下降，其中以中、高剂量组为最好。结论IL-10对OP小鼠牙槽骨吸收有保护作用，且该作用与抑制炎症过程有关。

〔关键词〕白细胞介素(IL)-10；骨质疏松；IL-1β

骨代谢是骨吸收和骨形成的动态平衡过程，在病理情况下破骨细胞活动增强或成骨细胞活动减弱，将导致骨质丢失产生骨质疏松(OP)〔1〕。OP对牙槽骨影响尤为明显，因为老年人的牙齿脱落常需要全口修复或牙体种植，但中老年患者的牙槽骨常存在一定程度的OP，因而影响口腔修复及固位效果，进而影响他们的生活质量。牙体种植是20世纪80年代后期发展起来的一种新型口腔修复技术，而牙槽骨的吸收和疏松则严重影响种植体在植入部位的成功种植，因此如何提高患者牙种植体的成功率已成为口腔医生最为关注的问题。白细胞介素(IL)-1β是一种致炎因子，广泛参与人体多种病理损伤过程。作为一种较强的骨吸收刺激因子，它可刺激破骨细胞激活，促进骨吸收，从而导致OP〔2〕，因此抑制IL-1β的表达可防治OP的发生。IL-10是一种重要的免疫调节因子，具有较强的抗炎作用，其在OP的发生、发展中起重要的抑制作用〔3，4〕。研究发现〔5〕，IL-10可通过下调促炎因子的表达抑制破骨细胞的激活及分化，从而减少骨吸收，影响成骨细胞的增殖和骨形成。本文拟研究IL-10对牙槽骨吸收的保护作用，以防治牙槽骨吸收。

1资料与方法

1.1实验动物KM种小鼠，雌性，4周龄，体质量(18±5)g，清洁级动物，由吉林大学动物实验中心提供，合格证号：吉实动质(2000)-042。

1.2药物与试剂糖皮质激素地塞米松注射液购自吉林大药房；IL-10购自吉林科合生物科技有限公司；碱性磷酸酶(ALP)检测试剂盒，购于南京建成生物工程研究所；小鼠IL-1β试剂盒购自百金生物科技有限公司。

1.3小鼠OP模型的构建取48只KM种雌性小鼠，按体重均分为四组，其中三组用20%地塞米松2.5 mg/kg肌肉注射，持续注射12 w，2次/w；另一组作为空白组〔6〕。12 w后，随机在给药组和空白组中取2只小鼠，检测血中钙、磷指标以检测OP模型的构建结果。

1.4分组和给药造模成功后，将小鼠分为模型组(等容量生理盐水)、IL-10低(21.5 mg/kg)，中(43 mg/kg)、高(86 mg/kg)剂量组和空白组各8只。各组按不同剂量尾静脉注射给药，连续给药4 w，2次/w。

1.5小鼠下颌骨的HE染色停药后次日，脱颈椎处死小鼠，取小鼠下颌骨，经2 w脱钙和脱水后，常规石蜡包埋、切片、HE染色观察。以医学图像分析仪测定各切片的灰度值，随机选取3个视野取均值。

1.6小鼠血中IL-1β的表达检测采用IL-1β酶联免疫试剂盒，具体操作按试剂盒说明书进行。

1.7统计学方法采用SPSS11.5统计软件进行t检验。

2结果

2.1HE染色变化给予IL-10 4 w后，小鼠牙槽骨组织的损伤明显减轻，其中空白组牙槽骨形态结构紧密，而模型组牙槽骨不完整，存在较多空隙；不同浓度的IL-10组对牙槽骨的修复作用明显，以高剂量组的效果最为明显，与模型组有明显差别，表明IL-10具有保护修复小鼠OP作用。见图1。

2.2各组血清ALP的变化给予IL-10 4 w后，IL-10各组血清中ALP含量明显下降，与模型组差异均显著(P<0.05)，其中，中、高剂量组差别并不明显。表明IL-10可对小鼠OP有一定保护修复作用。见表1。

2.3各组血清IL-1β的变化给予IL-10 4 w后，中、高剂量组血清中IL-1β含量与模型组差异极显著(P<0.01)，而低剂量组与模型组差异不明显。表明IL-10可通过抑制炎症过程减低炎症因子IL-1β的分泌，减弱破骨细胞的作用，保护修复小鼠OP。见表1。

表1　各组血清ALP及IL-1β蛋白含量变化

与模型组比较：1)P<0.05

图1　各组牙槽骨形态变化(HE，×200)

3讨论

OP是常见的骨代谢疾病，它是以一种骨矿量低下、骨质量降低，脆性增加和骨组织微细结构破坏为特征的全身性疾病，可影响口腔中下颌骨骨量减少〔7〕。研究证实〔8〕老年人都伴有不同程度的OP，且牙槽骨的吸收尤为明显，这就给传统的修复及种植带来困难。本研究证实，IL-10可通过抑制炎症因子IL-1β的产生进而减弱破骨细胞的作用，表明IL-10对OP有明显改善作用，可抑制牙槽骨骨量的流失，保护牙槽骨吸收。骨代谢机制中有多种细胞因子的参与，其中IL-1β、IL-6和肿瘤坏死因子(TNF)-α作为破骨细胞最强的刺激因子，可明显加速骨吸收，成为OP发生的原因之一〔9〕。IL-1β作为较强的骨吸收刺激因子，可刺激破骨细胞前体细胞的增殖活化，形成破骨细胞。同时，作为“上游因子”还可通过刺激成骨细胞产生巨噬细胞集落刺激因子、IL-6、TNF-α和前列腺素E2等“下游因子”，间接激活破骨细胞，抑制破骨细胞凋亡，促进骨吸收〔2〕。另外，血清中IL-1β的升高，还能促进成骨细胞产生胶原酶，使骨基质降解，促进骨吸收加强，导致OP发生。本研究证实，IL-10对IL-1β的表达有明显抑制作用，IL-10可通过抑制IL-1β途径抑制牙槽骨吸收和破骨细胞活性，起到骨保护作用。

4参考文献

1Kootala S，Ossipov D，van den Beucken JJ，etal.Bisphosphonate-functionalized hyaluronic acid showing selective affinity for osteoclasts as a potential treament for osteoporosis〔J〕.Biomater Sci，2015；3(8)：1197-207.

2白艳丽，金建军，张瑜，等.肝硬化患者血IL-1β、TNF-α及尿crosslaps水平与骨密度关系〔J〕.中国医药指南，2011；9(17)：200-1.

3Mumm JB，Emmerich J，Zhang X，etal.IL-10 elicits IFNγ-dependent tumor immune surveillance〔J〕.Cancer Cell，2011；20(6)：781-96.

4Franz M，Doll F，Grun K，etal.Targeted delivery of interleukin-10 to chronic cardiac allograft rejection using a human antibody specific to the extra domain a of fibronectin〔J〕.Int J Cardiol，2015；195：311-22.

5Geissler K，Jager E，Ohler L，etal.Interleukin-10 inhibits autonomous myelopoiesis in patients with myelofibrosis〔J〕.Eur J Haematol，2015；95(3)：239-43.

6Lems WF，Saag K.Bisphosphonates and glucocorticoid-induced osteoporosis：cons〔J〕.Endocrine，2015；49(3)：628-34.

7Sahni S，Mangano KM，McLean RR，etal.Dietary approaches for bone health：lessons from the Framingham Osteoporosis Study〔J〕.Curr Osteoporos Rep，2015；13(4)：245-55.

8Warriner AH，Outman RC，Allison JJ，etal.An internet-based controlled trial aimed to improve osteopososis prevention among chronic glucocorticoid users〔J〕.J Rheumatol,2015；42(8)：1478-83.

9吴迎爽.吡格列酮对去卵巢大鼠IL-1β、IL-6、TNF-α的影响及与骨代谢关系的实验研究〔D〕.太原：山西医科大学，2012.

〔2014-11-25修回〕

(编辑苑云杰)

通讯作者：隋晓光(1961-)，男，副主任医师，主要从事口腔内科研究。

〔中图分类号〕R68

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2016)11-2580-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.11.006

1吉林大学白求恩口腔医院修复科

2吉林大学白求恩第一医院二部口腔科

第一作者：赵莹(1991-)，女，硕士在读，主要从事口腔修复研究。