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[目的]体外实验观察人β-防御素3(human β-defensin3,hBD3)基因转染对人牙周膜细胞(human periodontal ligament cells,hPDLCs)生物学特性、抗炎和炎症微环境下成骨作用的影响;加入金纳米颗粒(gold nanoparticles,AuNPs)对转染后炎性微环境下hPDLCs成骨作用的影响及其可能机制。体内试验观察转染了hBD3基因,并经AuNPs处理后的SD大鼠牙周膜细胞(SD rat periodontal ligament cells,rPDLCs)局部注射后对SD大鼠慢性牙周炎形成的影响并讨论可能机制。[方法]体外实验中,以携带hBD3基因的重组腺病毒载体(Ad-hBD3)体外转染hPDLCs并加入AuNPs处理细胞,观察两者对hPDLCs活性的影响。大肠杆菌脂多糖(Escherichia coli-LPS,E.coli-LPS)构建炎性微环境后,酶联免疫法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测细胞上清中炎症因子的表达来观察细胞的炎症反应;之后进行成骨诱导培养,分别观察单独转染hBD3基因和加入AuNPs处理后对hPDLCs成骨相关蛋白表达和成骨分化的影响。转染并用AuNPs处理细胞12h后western blot分别检测p38和p-p38蛋白的表达情况。加入p38抑制剂SB203580(10μM)后进行成骨诱导,以探讨成骨相关蛋白的表达和成骨分化过程是否与p38 MAPK通路相关。体内实验部分,培养并鉴定大鼠牙周膜细胞(rat periodontal ligament cells,rPDLCs)后选取p3-p5 代细胞转染hBD3基因后,按照不同分组加或不加AuNPs刺激,留取细胞备用。选择4周龄雌性SD大鼠,按照分组用浸泡牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,P.g)的丝线结扎双侧上颌第二磨牙用于构建实验性牙周炎模型,并在相应牙位的腭侧牙龈近中,中间,远中三个区域注射生理盐水或生理盐水重悬的细胞悬液。处死后通过ELISA法、Micro-CT、免疫组化等检测方法探讨SD大鼠慢性牙周炎形成过程中的变化,并观察各组间差异。[结果]hBD3转染进入hPDLCs后在mRNA和蛋白水平均可以成功表达;转染并加入AuNPs后对细胞活性无明显负面影响。ELISA结果显示在E.coli-LPS刺激下,转染后细胞中炎症因子分泌量明显减少,之后加入AuNPs不能进一步显著下调炎症因子的分泌;转染并加入AuNPs后qPCR和Western Blot结果显示成骨诱导7天后与对照组相比,实验组成骨相关mRNA和蛋白表达显著增加。7天的ALP染色,ALP活性检测和21天的ARS染色结果均表明实验组细胞成骨分化能力明显高于对照组。转染后加或不加AuNPs处理12h后,实验组p-p38蛋白的表达情况明显高于对照组。加入抑制剂SB203580(10μmol/L)进行成骨诱导后,实验组7天的成骨相关mRNA和蛋白表达、ALP染色以及ALP活性检测结果,21天的ARS染色和半定量结果均显著低于对照组。体内试验中,处死当日大鼠血清ELISA结果表明实验组炎性因子分泌量显著低于对照组,处死后取材上颌骨Micro-CT结果显示实验组牙槽骨吸收水平以及骨密度等指标显著优于对照组、免疫组化结果也表明实验组骨破坏程度轻于对照组,且实验组p-p38表达高于对照组。[结论]在E.coli-LPS刺激下,转染了 hBD3基因的hPDLCs的炎症反应被显著抑制,但AuNPs对此过程无显著作用。炎性微环境下,hBD3基因转染能明显提高hPDLCs的成骨相关基因和蛋白表达,AuNPs的加入能进一步促进表达,转染并加入AuNPs还有利于hPDLCs的成骨分化过程。这些都可能与p38 MAPK通路的激活相关。SD大鼠慢性牙周炎建模过程中,局部注射hBD3基因转染并经AuNPs处理后的rPDLCs能影响慢性牙周炎的形成,一定程度上降低炎症反应并减少牙槽骨的破坏,p38 MAPK通路可能也参与此过程。