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正畸机械力转化为牙根周围的生物化学信号一直是正畸学家研究的重要课题。正畸牙移动是牙槽骨改建的结果,破骨细胞在牙槽骨吸收部位的出现是正畸牙移动的先导,更好的理解破骨细胞在正畸牙压力侧的分化将对有效控制牙移动产生深远的影响。护骨素(OPG)是新近发现的肿瘤坏死因子超家族受体成员,以分泌蛋白的形式发挥作用,其功能是抑制破骨细胞形成;核因子-κB受体活化因子配基(RANKL)可与OPG结合并且对抗OPG抑制破骨细胞的作用,是破骨细胞分化的一个关键调节因子。目前对OPG和RANKL在正畸牙骨改建中作用的研究较少,为此,我们设计了体内和体外模型,初步探讨在正畸牙移动中,压力侧RANKL和OPG的表达在破骨细胞诱导和骨改建中的调节作用。动物实验72只成年雄性Wistar大鼠随机分为实验组(60只)和对照组(12只),实验组设计固定矫治器使大鼠上颌右侧第一磨牙近中移动,对照组予以同样的矫治装置,但不施加力量。实验组大鼠分别在1、3、5、7、10和14天时处死10只,对照组在同一时像点分别处死2只。在制备好动物标本后,利用免疫组化和酶组化的方法对正畸牙压力侧牙周组织中RANKL和OPG蛋白的表达及破骨细胞的生成进行检测。破骨细胞酶组化标记和计数统计显示,TRAP阳性细胞数量在牙移动第3、5和7天时与对照组比较有显著性差异;其中单核破骨细胞在第3天、多核破骨细胞在第5天时达到峰值。免疫组化结果显示,RANKL和OPG的阳性表达位于牙周成骨细胞、骨衬里细胞、牙周纤维细胞和位于骨陷窝内的破骨细胞中。与对照组RANKL和OPG的持续弱阳性表达比较,实验组RANKL在正畸牙移动第3、5和7天时出现强阳性表达,OPG在第5和7天时出现强阳性表达,图像分析的统计结果显示与对照组阳性表达有显著性差异。RANKL的表达变化与破骨细胞的数量变化较为一致;OPG在早期破骨细胞增多时表达较弱,在牙齿移动第5天时表达增强,在第7天时,当破骨细胞数量下降及RANKL的表达逐渐变弱时,OPG仍维持高水平表达。 体外实验为进一步观察压力侧牙周组织中产生的RANKL和OPG对调节破骨细胞形成的作用,我们培养依赖于M-CSF的大鼠骨髓巨噬细胞作为前体破骨细胞,观察在含RANKL、M-CSF和/或OPG的15%胎牛血清培养基中破骨细胞的生成情况。在盖玻片和牛股骨<WP=7>皮质片上培养1、3、5和7天后,利用形态学观察、TRAP染色以及骨吸收陷窝检测对破骨细胞的生成进行鉴定,并对生成的TRAP(+)细胞进行计数和统计分析。结果显示,当培养细胞在RANKL和M-CSF联合作用下,TRAP阳性染色的单核和多核破骨细胞可在3天内迅速形成,骨片吸收实验显示骨片上出现典型的骨吸收征象;在M-CSF(50ng/ml)协同作用下,RANKL呈剂量依赖型诱导TRAP阳性破骨细胞生成。单独应用RANKL时,大多数培养细胞在3内就死亡,未检测到TRAP阳性细胞。而在培养体系(RANKL+M-CSF)中加入浓度为50ng/ml和25ng/ml的OPG时,没有TRAP阳性细胞出现;加入浓度为 10ng/ml的 OPG时,只有少量TRAP阳性细胞生成。结论 大鼠正畸牙移动中,RANKL在压力侧的表达上调有诱导破骨细胞形成的作用,并导致牙槽骨吸收;而OPG在压力侧骨吸收部位发挥了重要防御作用,抑制破骨细胞生成,防止牙槽骨过度吸收。牙周组织中的RANKL和OPG是牙槽骨改建的重要调节因素。