正畸牙移动是牙槽骨适应性改建的结果,已发现多种系统激素和细胞因子参与这一过程
[11-12]。在大鼠正畸牙移动中,护骨素在压力侧骨吸收部位发挥了重要的防御作用,抑制破骨细胞的生成,防止牙槽骨的过度吸收。而骨髓微环境中的核因子κB受体活化因子配体(receptor activator nuclear factor kappa B ligand,RANKL)水平是骨改建调节的另一个重要的因素,护骨素和RANKL是近年来研究正畸骨改建因素的热点。牙周组织中的护骨素和RANKL是牙槽骨改建的重要调节因素
[13-14],是破骨细胞形成的必要条件,成骨细胞通过护骨素来影响破骨细胞的生成,成骨细胞分泌的护骨素作为RANKL的假受体,竞争性地结合RANKL
[15-16],可抑制破骨细胞性骨吸收,从而调节骨吸收和骨形成的动态平衡。现有的研究表明,Wnt-1,Wnt-3a,Wnt-4,Wnt-5a与成骨活性相关
[17-19],由Wnt/DKK介导的Wnt信号和RANKL旁路对话效应决定关节炎中不同的骨代谢特征
[20-23]。
由于成年人骨骼生长发育已基本完成,骨代谢和牙槽骨改建缓慢,因此成年正畸时牙齿移动的速度比较缓慢,牙槽骨和牙周附着组织的丧失及牙根吸收的程度随年龄因素存在显著相关性,随着年龄增加,破骨细胞的骨吸收和成骨细胞的骨形成能力降低,在正畸力的作用下,护骨素与RANKL的表达变化可能是导致成年正畸特点的分子机制之一[24]。
牙周膜细胞主要是成纤维细胞,是一组具有异型性的细胞群,其中的一些细胞可以分化为成骨细胞和成牙骨质细胞,它是正畸矫正力的直接效应细胞[25]。牙周膜细胞可作为感受细胞感受外界应力转化的局部信号,并将局部信号转化为生物信号,同时又作为效应细胞产生各种反应,对包括牙槽骨在内的牙周组织改建起关键的调控作用。以往的研究表明,牙周膜细胞可表达护骨素、RANKL,且可能是通过护骨素/RANKL系统来调节牙槽骨代谢[26-27]。Diarra等[20]在对风湿性关节炎骨质破坏的分子机制研究中证实,成纤维细胞样的关节滑膜细胞在肿瘤坏死因子的诱导下产生DKK(Wnt的抑制因子),考虑到牙周膜细胞和关节滑膜细胞的类似性,而且牙周膜细胞作为感受细胞在力转化为生物信号中以及作为效应细胞在牙槽骨改建中发挥重要作用,提示力可能诱导牙周膜细胞表达Wnt/DKK。
实验过程中建立的大鼠正畸模型是一个比较成熟的动物模型,具备一定的稳定性和可行性,且大鼠牙齿结构与特性类似于人类,据统计57%正畸牙齿移动模型采用大鼠作为实验动物[28],它模拟了临床上加力后牙齿移动的情况。实验中常用的力值为0.29~0.39 N[29],即50~60 g的力,实验选用50 g的力值,结果证实其为安全有效的力值。
实验通过对6,24周龄大鼠压力侧护骨素表达强弱的比较,发现6周龄大鼠压力侧护骨素出现早,在牙齿移动3 d时表达即明显增强,在牙齿移动7 d时呈强阳性表达,阳性表达集中在骨吸收区;而24周龄大鼠护骨素在牙齿移动3 d时呈弱阳性表达,在7 d时表达才明显增强,表明幼年较成年的牙周组织具有更强的成骨能力。此外,通过对Wnt-1的检测发现,虽然PCR反应中未见其表达,但在免疫组织化学中有Wnt-1阳性表达,所以Wnt有可能在牙槽骨改建中起作用,需要进一步研究证实。
实验发现,增龄因素对护骨素在牙周组织中的表达和对破骨细胞生成具有调节作用,为进一步探讨有效利用护骨素来控制正畸牙的移动速度提供依据。