论文摘要
颞下颌关节组织所承受的负荷主要来源于咬合运动,咬合与TMJ的功能关系密切。正常的咬合关系对TMJ的形态和发育改建过程至关重要,而流行病学调查发现异常的咬合关系可能是TMD的一个重要诱因。髁突软骨是TMJ改建的中心,具有较强的改建与修复能力,软骨组织通过分泌各种生长因子与细胞因子等调控着软骨细胞的增殖与胞外基质的组成,维持软骨细胞所在环境的稳定。外界应力刺激下软骨细胞的合成代谢与分解代谢能力发生改变,二者综合作用的结果最终决定软骨组织的结局。本课题组前期的研究发现渐进性咬合紊乱可以引起猕猴和兔的髁突软骨发生骨关节病样改变。本研究以大鼠为实验对象,改进了渐进性咬合紊乱模型,通过组织学观察和显微测量评估渐进性咬合紊乱对大鼠髁突软骨组织形态的影响以及在此过程中软骨和关节盘厚度的变化,接着运用免疫组织化学方法检测了三类生长因子在咬合紊乱过程中的表达变化情况,这三类生长因子对不同分化阶段的髁突软骨细胞发挥着重要作用:①促进软骨细胞增殖及细胞外基质合成功能的以胰岛素样生长因子系统（IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGFR-1和IGFBP-3）为代表,其中IGFR-1是IGFs主要的功能受体,IGFBP-3是IGFs功能发挥的重要调节因子;②促进软骨向骨转化功能的以血管内皮细胞生长因子（VEGF）为代表;③保持软骨细胞表型功能的以转化生长因子（TGF-β）为代表,从而系统地分析渐进性咬合紊乱对软骨组织中不同分化阶段软骨细胞的影响。本研究选用8周龄雌性和雄性SD大鼠各24只,随机分为实验组和对照组,选取2、4、6、8周四个时间点,雌雄各半,每组3只。操作方法:将正畸用牵拉皮圈嵌入大鼠右侧下颌第一磨牙（M1）与第二磨牙（M2）之间以及左侧上颌M1与M2之间,利用弹力推M1向近中移动,1周后取出正畸皮圈,填入自凝塑料,以保持间隙。4周后,以同样方法推左侧上颌与右侧下颌第三磨牙（M3）向远中移动,保持间隙至实验结束。实验2周、4周组只移动了两个M1,实验6周、8周组先后移动了两个M1和两个M3。这样我们建立了大鼠渐进性咬合紊乱动物模型,各组分别取材,测量髁突软骨及关节盘的厚度并且检测IGFs、VEGF和TGF-β三类生长因子的表达强度。研究结果发现:（1）渐进性咬合紊乱可以引起大鼠髁突软骨厚度的变化。渐进性咬合紊乱2周后,雌、雄性大鼠髁突软骨全层厚度与对照组无差异（p>0.05）,实验4周、6周和8周组的软骨全层厚度均较对照组增加（p<0.05）,实验6周组变化更加显著,雌性与雄性趋势相同,其中实验8周组雌、雄性大鼠关节盘中带的厚度较对照组增加（p<0.001）。此外,部分实验组关节髁突软骨出现了骨关节病样改变:实验2周组中可见局部增殖层软骨细胞形成“钉突”结构;实验4周组软骨增殖层出现了局部坏死区域;实验6周组软骨结构严重紊乱,软骨各层排列扭曲变形,软骨与骨交界处呈现出大面积变性坏死区域;实验8周组,局部组织出现软骨细胞聚集形成独立的“岛样结构”。雌、雄性大鼠均出现了病理性改变,其中实验2周组和4周组病变范围较小,实验6周组和8周组病变显著。（2）IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGFR-1和IGFBP-3均分布于大鼠髁突软骨的肥大层;软骨细胞内IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ表达于胞浆和胞膜,IGFR-1表达于胞浆、胞膜和胞核,IGFBP-3在胞浆、胞膜和胞核中均有表达。所有因子的表达均呈现出一定的增龄性变化,实验过程中IGFs和IGFBP-3在对照组髁突软骨中表达逐渐下降（p<0.05）,而IGFR-1则随着IGFs的变化呈现出一定的波动性。渐进性咬合紊乱2周后,雌、雄性大鼠IGFs的表达量均增加（p<0.05）;IGFR-1的表达也强于对照组（p<0.05）;而IGFBP-3则表现为雌性实验组较对照组增加（p<0.05）,雄性与对照组无明显差异（p>0.05）。实验4周后,雌性大鼠IGFs的表达与对照组无差异（p>0.05）,而雄性仍高于对照组（p<0.01）;同时雌性大鼠IGFR-1的表达低于对照组（p<0.01）,雄性则与对照组无差异（p>0.05）;IGFBP-3在雌性组中表达强于对照组（p<0.01）,而雄性组中IGFBP-3与对照组无差异（p>0.05）。进一步咬合紊乱后,雌、雄性大鼠IGFs、IGFR-1和IGFBP-3的表达均显著增加（p<0.05）,达到峰值。实验8周后,实验组雌、雄性大鼠IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGFR-1和IGFBP-3的表达有所下降,但仍强于相应对照组（p<0.05）。（3）VEGF主要分布于大鼠髁突软骨的肥大层,肥大层深层表达更强;在细胞内VEGF主要表达于软骨细胞的胞浆和胞膜。VEGF呈现出增龄性变化,随着实验时间点的延长VEGF在对照组雌、雄性大鼠的髁突软骨组织中的表达逐渐下降（p<0.05）,雌性表现为2周到4周过程中下降明显,而雄性快速下降期则反映在4周到6周的过程中。实验组雌性大鼠在实验过程中,VEGF的表达一直强于对照组（p<0.05）,其中实验6周组较对照组增加的幅度最大;雄性大鼠在实验2周、4周和6周后,VEGF的表达均高于相应对照组（p<0.05）,而实验8周后VEGF的表达恢复到正常水平（p>0.05）。（4）TGF-β主要分布于髁突软骨的肥大层;在细胞内主要表达于软骨细胞的胞浆、胞膜及胞核。TGF-β在髁突软骨中呈现出增龄性变化,随着时间点的延长,其表达强度逐渐下降（p<0.05）。雌性对照组中4周组与2周组表达强度无差异（p>0.05）,4周到8周过程中其表达强度下降（p<0.05）;雄性对照组中TGF-β在4周时达到高峰,随后至8周组的过程中其表达逐渐下降（p<0.01）。渐进性咬合紊乱2周后,实验组雌、雄性大鼠TGF-β均较对照组表达下降（p<0.01）,4周后雌性大鼠与对照组无差异（p>0.05）,雄性大鼠则强于对照组（p<0.01）,进一步的咬合紊乱后,雌、雄性大鼠TGF-β表达强度高于对照组（p<0.01）,直至实验8周结束（p<0.01）。结论:1.渐进性咬合紊乱可以引起大鼠髁突软骨进行适应性改建,软骨中后部厚度增加,关节盘通过改变自身的厚度以适应关节腔内压力的变化;长期严重的咬合紊乱可以导致大鼠髁突软骨发生失代偿,最终发生骨关节病样改变。2.渐进性咬合紊乱可以促使大鼠髁突软骨增加IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ的表达,同时上调其特异性受体IGFR-1,以促进IGFs发挥对软骨的保护作用,而IGFBP-3的增加阻碍了这一过程,进而导致髁突软骨发生病理性改变。3.渐进性咬合紊乱可以促进大鼠髁突软骨增加VEGF的表达,加速软骨向骨转化的过程,促进软骨下骨中血管向软骨的侵入,从而加速软骨的破坏进程。4.渐进性咬合紊乱可以促使大鼠髁突软骨增加TGF-β的表达,TGF-β参与了咬合紊乱所导致的髁突软骨的病理性改变过程,并对不同阶段的软骨组织发挥着保护性作用。
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