牙周炎促進(jìn)肥胖大鼠胰島素抵抗的炎癥機(jī)制初探
本文關(guān)鍵詞: 慢性牙周炎 肥胖 炎癥因子 胰島素抵抗 出處:《南方醫(yī)科大學(xué)》2014年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:前言 世界衛(wèi)生組織2008年公布,全球每年至少有280萬的成年人死于肥胖或者超重以及包括心腦血管疾病、糖尿病、癌癥等與肥胖有著密切不可分割關(guān)系的全身系統(tǒng)性疾病。而慢性牙周炎,是口腔致病菌為主導(dǎo)的,病因復(fù)雜的以牙周支持組織破壞為特征的慢性炎癥性疾病,是導(dǎo)致我國(guó)成年人失牙的首要因素。已經(jīng)有相對(duì)明確的證據(jù)證實(shí),全身系統(tǒng)性疾病諸如代謝綜合征、糖尿病、心血管疾病、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎會(huì)導(dǎo)致牙周組織發(fā)生更加嚴(yán)重、迅速的破壞,而越來越多的研究顯示,控制不良的牙周炎——這一局部炎癥因素,也可能導(dǎo)致全身系統(tǒng)性疾病的不良發(fā)展,進(jìn)而引發(fā)臨床醫(yī)師以及科研工作者的重視。 脂肪組織由大量疏松脂肪細(xì)胞以及薄層結(jié)締組織構(gòu)成,其中薄層結(jié)締組織主要由血管基質(zhì)細(xì)胞(vascular stromal cell, VSC)、神經(jīng)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等構(gòu)成,將體積相對(duì)龐大的脂肪組織分割成眾多小葉。對(duì)于脂肪組織的研究日益深入,其不僅是能量的儲(chǔ)存庫,還是活躍的內(nèi)分泌器官。以往大部分的研究多致力于脂肪細(xì)胞,而最近對(duì)于非脂肪組織的研究指出,非脂肪組織尤其是其中的巨噬細(xì)胞在肥胖機(jī)體的炎癥因子分泌以及炎癥狀態(tài)可能起著重要的影響作用。Hotamisligil等于1993年的研究首次指出了肥胖者脂肪組織中炎癥因子TNF-α表達(dá)上升,從而首次將肥胖與炎癥聯(lián)系起來。而后越來越多的研究指出,脂肪組織可以分泌包括TNF-α, IL-1β, CRP等在內(nèi)的多種炎癥因子,相關(guān)炎癥因子可以進(jìn)入血液循環(huán),從而使得肥胖者全身呈現(xiàn)出一種慢性低度的病理性炎癥狀態(tài),這本身與糖尿病、胰島素抵抗、動(dòng)脈粥樣硬化、心血管疾病及代謝綜合征等疾病的病理生理學(xué)機(jī)制相似,使得炎癥成為連結(jié)眾多全身系統(tǒng)疾病的重要紐帶。 胰島素抵抗(Insulin Resistance, IR)是Ⅱ型糖尿病(Type II Diabetes Mellitus, T2DM)的特征,是指單位濃度的胰島素細(xì)胞效應(yīng)減弱,既胰島素對(duì)組織(主要是肝臟、肌肉和脂肪)的作用減弱,此時(shí),胰島β細(xì)胞通過分泌增多的胰島素以維持正常的糖代謝。腫瘤壞死因子-a (tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(Interleukin-1β, IL-1β)是機(jī)體重要的炎癥因子,在包括心血管疾病、Ⅱ型糖尿病、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等系統(tǒng)性疾病的發(fā)生發(fā)展中起重要的作用。TNF-α、IL-1β可通過介導(dǎo)胰島β細(xì)胞破壞而導(dǎo)致胰島素抵抗,導(dǎo)致糖尿病以及其相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生、發(fā)展,而研究也指出,使用相關(guān)炎癥因子的拮抗劑以及抗體可在T2DM的治療中起一定效果。TNF-α和IL-1β在牙周炎的牙周組織破壞中起重要作用。牙周炎癥部位齦溝液中的TNF-α和IL-1β濃度高于健康對(duì)照部位,其升高程度與牙周支持組織的破壞以及預(yù)后有密切關(guān)系,而治療后相關(guān)炎癥因子在局部濃度下降,表現(xiàn)為臨床癥狀的緩解。IL-1β和TNF-α的拮抗劑可使局部IL-1β和TNF-α等炎癥因子的表達(dá)水平下降,為牙周炎的治療提供了依據(jù)。牙周炎與肥胖有關(guān),且牙周炎的不良進(jìn)展與體重指數(shù)(Body Mass Index,簡(jiǎn)稱BMI)的增加、糖尿病患者的糖化血紅蛋白控制不良、較高空腹血糖有關(guān),并可能影響牙周炎的治療效果,以及更加嚴(yán)重的牙槽骨喪失。牙周炎與全身疾病相關(guān)性的研究指出,局部過高表達(dá)的炎癥因子可能會(huì)影響全身系統(tǒng)性疾病以及其并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展。 本實(shí)驗(yàn)通過建立牙周炎復(fù)合糖尿病大鼠模型,檢測(cè)各組大鼠模型中局部牙齦組織以及血清中的TNF-α及IL-1β表達(dá)的差異及其與胰島素抵抗的關(guān)系,初步探討牙周局部因素影響大鼠全身炎癥狀態(tài)的可能機(jī)制。 第一章牙周炎復(fù)合肥胖大鼠模型的建立目的:建立牙周炎復(fù)合肥胖大鼠模型,為研究牙周炎與肥胖性胰島素抵抗 的關(guān)系奠定模型基礎(chǔ)。 方法: (1)取雄性大鼠32只,隨機(jī)平均分為健康對(duì)照組(C)、肥胖組(0B)、牙周炎組(CP)、牙周炎復(fù)合肥胖組(CP+OB)四組,每組各8只; (2)健康對(duì)照組(C):不施加任何干預(yù)措施; (3)牙周炎組(CP):麻醉狀態(tài)下,于12周齡時(shí),10%水合氯醛(0.3ml/100g·bw),腹腔內(nèi)注射麻醉下,分別結(jié)扎大鼠的左、右上頜第一磨牙及第二磨牙(3-0絲線,泰絲),結(jié)扎絲置于齦溝內(nèi),涂布4種牙周主要致病菌的標(biāo)準(zhǔn)株混合懸液:牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonas gingivalis, Pg) ATCC33277,伴放線嗜血桿菌(Hctinobacillus actinomycetemcomitans, Ha) ATCC29523,中間普氏菌(Prevotella intermedia, Pi) ATCC25611,具核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum, Fn) ATCC25586于齦溝內(nèi),109CFU/mL.普通飼料飼養(yǎng);每日觀察大鼠日常狀態(tài)并記錄;觀察結(jié)扎絲狀態(tài),若出現(xiàn)松脫,及時(shí)重新結(jié)扎,建模時(shí)間約8周,既約于大鼠20周齡時(shí)成模; (4)肥胖組(0B):分別于出生后2、4、6、8、10天皮下注射谷氨酸鈉(monosodium glutamate, MSG),3mg/g. bw,建立肥胖大鼠模型; (5)復(fù)合組(CP+OB):肥胖建模處理同0B組,12周時(shí)肥胖成模后給予CP組處理方法,約20周齡時(shí)成模; (6)待大鼠20周齡時(shí),處死,采集大鼠血清,取局部牙齦組織樣本,行相關(guān)檢測(cè): 1)牙周炎模型相關(guān)指標(biāo)檢測(cè):大體觀察牙齦組織局部炎癥的臨床表現(xiàn),組織塊切片,蘇木素-伊紅染色(hematoxylin-eosin staining, HE staining),顯微鏡下觀察結(jié)果,Micro-CT檢測(cè)牙槽骨喪失情況; 2)肥胖模型相關(guān)指標(biāo)檢測(cè):測(cè)量大鼠體重、體長(zhǎng),計(jì)算Lee's指數(shù),檢測(cè)空腹葡萄糖值、空腹胰島素值,計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR); 3)牙周炎復(fù)合肥胖模型指標(biāo)檢測(cè):牙周炎相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)同牙周炎模型,檢測(cè)是否成功建立牙周炎模型,肥胖相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)同肥胖模型,檢測(cè)是否成功建立肥胖模型,綜合上述二者。 結(jié)果: 1)牙周炎模型指標(biāo):結(jié)扎后的患牙,可見以下特征①口內(nèi)檢查可見結(jié)扎后的患牙,結(jié)扎絲存,絲線上偶見食物殘留,結(jié)扎患牙局部牙齦暗紅色,稍腫脹,牙齦乳頭質(zhì)地松軟,糜爛,可見不同程度的牙齦退縮,牙根暴露;②組織學(xué)結(jié)果(HE染色):可見牙周袋底炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),牙槽骨吸收;③Micro-CT結(jié)果可示:大鼠牙周骨組織明顯的牙槽骨線性喪失以及牙槽骨體積喪失。CP+OB組相比于0B組,CP組相比于C組,前者均示顯著的上述三個(gè)牙周炎癥的特征,表現(xiàn)為更明顯的牙周組織炎癥,表明大鼠牙周炎模型建立成功; 2)肥胖模型指標(biāo):MSG處理過的大鼠,呈現(xiàn)向心性肥胖、體重增加、Lee's指數(shù)升高,空腹血糖值、空腹胰島素值以及胰島素抵抗指數(shù)升高,其中,0B組以及CP+OB組上述特征顯著,提示肥胖大鼠模型建模成功; 3)牙周炎復(fù)合肥胖組模型指標(biāo):CP+OB組可見肥胖以及牙周炎兩種處理因素處理過的大鼠模型的特征。 結(jié)論:采用于大鼠新生期皮下注射谷氨酸鈉可建立肥胖大鼠模型,建模時(shí)間約8周;牙周結(jié)扎以及涂布四種牙周致病菌可以建立牙周炎大鼠模型,建模時(shí)間約12周;而于大鼠新生期予以肥胖處理并于12周予牙周炎處理,可成功建立牙周炎復(fù)合肥胖的大鼠模型;建模成功為研究牙周炎與肥胖性胰島素抵抗的關(guān)系奠定模型基礎(chǔ)。 第二章牙周炎復(fù)合肥胖大鼠血清炎癥因子表達(dá)及與胰島素抵抗之間的關(guān)系 目的:通過比較牙周炎復(fù)合肥胖組大鼠模型中血清炎癥因子TNF-α以及IL-1β表達(dá),了解牙周炎局部刺激因素對(duì)肥胖機(jī)體全身炎癥狀態(tài)的可能影響機(jī)制,并分析其與全身胰島素抵抗之間的可能關(guān)系。 方法:大鼠處死后,取各組血清,用免疫酶聯(lián)吸附反應(yīng)(ELISA)法檢測(cè)血清TNF-α及IL-1β水平,根據(jù)大鼠空腹血糖值以及空腹胰島素值計(jì)算胰島素抵抗指數(shù),行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,應(yīng)用SPSS(?)v13.0軟件(SPSS Inc., Chicago, USA)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。先對(duì)各指標(biāo)行正態(tài)性及方差齊性檢驗(yàn)。兩因素兩水平數(shù)據(jù)比較采用2×2析因設(shè)計(jì),分析兩種干預(yù)主效應(yīng)及交互作用,再用t檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較。相關(guān)分析采用Pearson相關(guān)。當(dāng)P0.05時(shí),被認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。r為正表示正相關(guān),為負(fù)表示為負(fù)相關(guān),為零既為無相關(guān)。 結(jié)果:血清TNF-α及IL-1β的ELISA檢測(cè)結(jié)果顯示,與C組相比,CP組(t=2.449,P=0.028)以及0B組(t=5.680,P=0.000)的TNF-α表達(dá)水平顯著升高,CP組(t=3.417,P=0.028)以及0B組(t=2.790,P=0.000)的IL-1β表達(dá)水平亦顯著升高;與OB組相比,OB+CP組TNF-α(t=10.049, P=0.000)及IL-1β(t=11.577, P=0.000)表達(dá)水平顯著上升;OB+CP與CP組相比,TNF-α(t=9.873, P=0.000)及IL-1β(t=10.142, P=0.000)表達(dá)水平亦顯著升高。牙周炎與肥胖兩處理因素對(duì)機(jī)體血清TNF-α及IL-1β水平的升高具有協(xié)同交互作用(F=28.061, P=0.000). HOMA-IR評(píng)分顯示,OB+CP組OB組CP組C組,相關(guān)性分析顯示,血清TNF-α(r=0.854)及IL-1β(r=0.730)水平與胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)呈正相關(guān)。 結(jié)論:肥胖以及牙周炎均可以升高機(jī)體血清的炎癥因子表達(dá),肥胖以及牙周炎處理因素對(duì)機(jī)體炎癥因子TNF-α及IL-1β的升高有協(xié)同因素,而血清TNF-α及IL-1β的升高與胰島素抵抗指數(shù)正相關(guān)。 第三章牙周炎復(fù)合肥胖大鼠牙齦組織中炎癥因子表達(dá)研究 目的:通過檢測(cè)牙周炎復(fù)合肥胖大鼠模型牙齦組織中炎癥因子TNF-α及IL-1β的表達(dá)改變,初步分析肥胖機(jī)體對(duì)牙周組織局部炎癥的特應(yīng)性。 方法:處死模型動(dòng)物后,近遠(yuǎn)中向獲取四組大鼠的牙齦組織,經(jīng)由福爾馬林固定,采用免疫組化Envision二步法對(duì)切片染色,檢測(cè)牙齦組織中的TNF-α以及IL-1β的蛋白表達(dá)水平。各實(shí)驗(yàn)組分別與PBS代替一抗空白對(duì)照進(jìn)行對(duì)比觀察,并用Image-Pro Plus6.0進(jìn)行圖像采集。計(jì)算光密度值。應(yīng)用SPSSv13.0軟件(SPSS Inc., Chicago, USA)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。先對(duì)各指標(biāo)行正態(tài)性及方差齊性檢驗(yàn)。兩因素兩水平數(shù)據(jù)比較采用2×2析因設(shè)計(jì),分析兩種干預(yù)主效應(yīng)及交互作用,再用t檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較。 結(jié)果:牙齦組織中TNF-α及IL-1β免疫組化染色顯示,CP以及OB+CP組成纖維細(xì)胞、上皮內(nèi)纖維化組織、少量上皮內(nèi)可見陽性表達(dá)的棕色顆粒。平均光密度值結(jié)果表明,CP組TNF-α (P=0.000)及IL-1β(P=0.002)表達(dá)顯著高于C組,而0B組TNF-α (P=0.078)以及IL-1β (P=0.467)表達(dá)較C組低,但沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,OB+CP組TNF-α表達(dá)顯著低于CP組(P=0.000), OB+CP組IL-1β表達(dá)顯著低于CP組(P=0.000)。 結(jié)論:牙周炎可以促進(jìn)局部牙周組織的炎癥因子TNF-α及IL-1β的表達(dá)水平升高,但在肥胖機(jī)體狀態(tài)下,可能由于機(jī)體局部固有免疫系統(tǒng)受損或者耐受而使得局部炎癥反應(yīng)水平有一定的下降,致使牙周局部組織對(duì)外界刺激的抵抗力降低。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:R781.42;R589.2
【共引文獻(xiàn)】
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