大鼠下颌功能前伸后激活髁突胰岛素样生长因子1基因表达

作者:周征 罗颂椒 刘聪  文章来源:中华口腔医学杂志 

2007-1-16 16:41:39         【博客】 【论坛】 【投稿】 【打印】 【关闭

附表 实验组和对照组不同时间髁突软骨IGF-1原位杂交

 阳性细胞的比率(%)

实验
时间
对照组 实验组
例数 阳性细胞比率 例数 阳性细胞比率
1天 5

34.72±7.73

5

33.81±6.98

3天 5 34.66±8.79* 5 43.14±6.38*
1周 5 41.80±12.17** 5 59.67±10.66**
2周 5 45.29±17.35** 5 64.88±18.33**
3周 5 38.69±8.64 5 44.72±7.40
4周 5 30.07±5.07 5 32.86±9.35

  注:表中*、**为2组比较的概率值,*0.01<P<0.05,**P<0.01


讨论

  一、下颌髁突软骨中IGF-1 mRNA在细胞和组织中的表达及分布规律
  本项研究首次在下颌髁突软骨细胞中发现有IGF-1 mRNA表达,与国外学者在骺板软骨中的研究和我们对IGF-1多肽在髁突软骨中分布和表达的观察结果一致[5,6]。
  我们还发现,IGF-1 mRNA在髁突中的分布具有一定的规律性,但与IGF-1多肽主要分布于生发层和过渡层细胞的情况有所不同。提示在同一组织内,合成IGF-1的细胞与它所作用的靶细胞是不同的细胞群。在髁突软骨中,过渡层和成熟层细胞(主要是成软骨细胞和成熟的软骨细胞)分化程度较高,细胞功能强于生发层的前成软骨细胞。过渡层和成熟层细胞表达IGF-1 mRNA,转录成多肽(即IGF-1),通过自分泌和旁分泌方式,作用于生发层和过渡层细胞,发挥其促进细胞增殖的生物学作用。骺板软骨中局部产生的IGF-1,也是通过剌激幼稚的增殖软骨细胞生长而促进骨纵向生长[6]。
  二、大鼠下颌功能性前伸后髁突IGF-1 mRNA表达的变化
  我们的研究表明,髁突软骨中不仅存在着IGF-1 mRNA表达,而且其强弱与前伸下颌所引起的髁突软骨细胞增生和改建有关。结果显示,从实验后3天开始,髁突软骨过渡层和成熟层细胞中IGF-1 mRNA阳性细胞的比例和阳性强度开始增加,实验1周~2周达到最高,实验4周时实验组和对照组的IGF-1 mRNA表达均明显降低。IGF-1 mRNA与IGF-1多肽在下颌前伸后的变化规律基本一致[5]。
  实验组软骨IGF-1 mRNA阳性细胞数目和阳性强度升高,可能是由于前伸下颌激活了髁突软骨中部分未表达或表达较弱的细胞,使组织中基因表达的效率增高。研究证明,机械力可以调控骨组织和其他组织中IGF-1 mRNA的表达[8]。Lazowski等[9]发现在胫骨骺板的边缘区软骨细胞的IGF-1 mRNA表达高于中央区,边缘区是肌肉附着牵张的部位,表明较高的机械应力可激活IGF-1 mRNA的表达。本研究中,下颌前伸后髁突IGF-1及其基因表达增高,可能系咀嚼肌牵张所致。
  此外,在实验后3天IGF-1 mRNA即开始升高,早于IGF-1的变化。这可能是由于IGF-1 mRNA的转录先于它“翻译”成蛋白质的过程。本项研究中,实验动物每天戴矫治器12小时,是间断性的剌激。同时,颞下颌关节本身对外界环境的改变也有一定的适应能力。所以,在实验后一天组中,IGF-1基因表达的变化未达到可探测到的水平,实验后3天IGF-1 mRNA表达开始升高。其后所表现出的随时间变化的规律性,可能是由于局部组织改建已逐渐适应了外界力的剌激。
  除机械剌激外,许多全身和局部因素也可调控骨组织中IGF-1 mRNA的表达。生长激素是通过IGF-1的介导而剌激软骨生长的,所以生长激素是IGF-1 mRNA的主要调控物[6]。性激素也具有调控IGF-1基因表达的作用[10]。而功能矫形前伸大鼠下颌后,髁突中雌二醇的含量和分布都有变化[11]。生长激素和性激素都是发动青春生长高峰期的重要物质,而功能矫形治疗正是在青春高峰期中疗效显著。可以推测,上述激素可能是青春期功能矫形治疗的内分泌基础。
 

图1 对照组3天组髁突软骨IGF-1 mRNA分布 (×200)  图2 实验组3天组髁突软骨IGF-1 mRNA分布 (×200),可见软骨厚度无明显增强,但阳性细胞(箭头所示)数目和强度均明显增加,阳性信号位于胞浆内,胞核阴性感染  图3 对照组2周组髁突软骨IGF-1 mRNA分布 (×200)  图4 实验组2周组髁突软骨IGF-1 mRNA分布 (×200),可见软骨厚度、阳性细胞数目和强度均高于对照组,主要位于过渡层(T)和成熟层(M)

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责任编辑:姚红祥  

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