雌激素及雷洛昔芬对骨质疏松大鼠牙周炎牙槽骨IL-1β表达的影响

                作者：骆凯, 闫福华, 陈凌, 郑碧琼, 陈玉玲, 赵欣

【摘要】  目的 探讨雌激素与雷洛昔芬对绝经后骨质疏松症(PMO)大鼠牙周炎牙槽骨白细胞介素(IL-1)β表达的影响。 方法 建立PMO大鼠实验性牙周炎模型,采用免疫组织化学染色的方法,观察PMO药物(雌激素与雷洛昔芬)对牙周炎牙槽骨中IL-1β表达的影响。 结果 IL-1β在PMO大鼠牙周炎牙槽骨中有较强的表达,雌激素及雷洛昔芬组IL-1β的阳性表达程度降低,接近对照组。 结论 PMO可影响牙周炎牙槽骨中细胞因子的表达;雌激素及雷洛昔芬对牙周炎牙槽骨中IL-1β表达有一定的抑制作用。

【关键词】  牙周炎; 骨质疏松; 绝经后; 雌激素类; 雷洛昔芬; 白细胞介素1; 疾病模型,动物

    ABSTRACT:  Objective  To evaluate the effect of raloxifene and estrogen administration on IL-1β expression in periodontitis-associated alveolar bone in osteoporotic rats.  Methods  Establishing the experimental animal model of periodontitis in postmenopausal osteoporotic(PMO) rats, the influence of estrogen and raloxifene on the expressions of IL-1β in periodontitis-associated alveolar bone was analyzed by immunohistochemical staining technique.  Results  The positive IL-1β immunoreactivity was obviously increased in alveolar bone of PMO rats.  In estrogen and raloxifene administration groups, the IL-1β positive reaction was decreased.  Conclusion  PMO can influence the cytokine expression in periodontitis-associated alveolar bone.  The estrogen and raloxifene administration might inhibit the expression of IL-1β in periodontitis-associated alveolar bone.

    KEY WORDS:  periodontitis;
osteoporosis,postmenopausal; estrogens; raloxifene; interluekin-1; disease models,animal

    绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,PMO)是指绝经妇女由于卵巢功能的下降,雌激素缺乏,相应的骨量迅速丢失,骨组织微结构发生破坏,从而导致骨折等症状的全身性疾病。PMO在引起机体主要部位骨组织病理性改变的同时,还可加重慢性牙周炎牙槽骨的病理性吸收［1］,而PMO治疗药物可在一定程度阻止牙槽骨的吸收,但作用机制不明确。以往研究显示，细胞因子与牙周炎牙槽骨的病理性吸收密切相关［2］。白细胞介素1(interluekin-1,IL-1)包括IL-1α和IL-1β,两者的生物活性相似,是破骨细胞的活化因子,可有效地刺激骨吸收［3］。笔者建立PMO大鼠实验性牙周炎症模型,通过免疫组织化学染色方法,初步探讨PMO及其治疗药物（雌激素与选择性雌激素受体调节剂雷洛昔芬）作用下细胞因子IL-1β在牙周炎牙槽骨中的表达情况,为进一步阐明PMO及其治疗药物对牙周组织的作用机制提供实验依据。

　　1  材料和方法

　　1.1  主要仪器和试剂 

　　盐酸雷洛昔芬(Evista,美国Lilly公司);结合雌激素(Premarin,美国Wyeth公司);兔抗IL-1β多克隆抗体、即用型SABC免疫组织化学染色试剂盒及DAB显色试剂盒(武汉博士德生物工程有限公司)。组织切片机(英国Finesse公司);显微镜及照像系统(日本Olympus公司)。

　　1.2  模型建立及药物治疗 

　　选用3~4月龄雌性SD大鼠32只［许可证号:SYXK(闽)2005-0023］,体质量280~300 g。随机分为:假手术组(SHAM);去势手术组(OVX);雷洛昔芬组(RAL);雌激素组(EST),每组8只。

    参照［1］的方法,大鼠经1％戊巴比妥纳(4 mL/kg)腹腔注射麻醉后,SHAM组仅暴露双侧卵巢但不切除,其余3组均予双侧卵巢切除术。在去势手术后1周,各组重新麻醉,随机选取一侧下颌第一磨牙采用正畸不锈钢丝结扎。结扎后次日开始给药,药物以无菌生理盐水配成混悬液,每天灌胃给药。

    动物用药剂量(mg/kg)=6.25×人用药剂量(mg/kg)［4］

    即RAL组为6.25 mg·kg-1·d-1,EST组为0.065 mg·kg-1·d-1。OVX组及SHAM组给予等量的生理盐水灌胃。连续给药7周后处死各组大鼠,取材。

　　1.3  标本制备及免疫组化染色 

　　大鼠处死后分离牙周炎侧下颌骨,截取下颌骨磨牙段,4%中性甲醛固定,EDTA脱钙,梯度酒精脱水,石蜡包埋。取第一、第二磨牙近远中向切片(5 μm),进行免疫组织化学染色。步骤如下:石蜡切片脱蜡至水,正常血清封闭后,加兔抗IL-1β多克隆抗体,阴性对照以PBS代替一抗工作液,4 ℃过夜,PBS洗后加链霉亲和素-生物素-过氧化物酶(SABC)复合物,37 ℃孵育30 min后DAB显色,蒸馏水洗,苏木精对比染色,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,树脂封片,光镜下观察、拍照。

　　2  结  果

    IL-1β阳性表达主要位于骨吸收部位周边破骨细胞、成骨细胞、牙周膜细胞质中(图1A)。SHAM组结扎侧根分叉区牙周膜、成骨细胞及破骨细胞可见阳性表达(图1B)。OVX组结扎侧根分叉处阳性细胞数量明显多于SHAM组,且染色亦深于SHAM组(图1C)。EST及RAL治疗组炎症牙槽骨中IL-1β阳性表达情况及骨基质染色水平与SHAM组接近(图1D、E)。

　　3  讨  论

    女性PMO的发生与绝经后雌激素的缺乏密切相关,因此雌激素替代疗法(estrogen replacement therapy,ERT)成为预防和治疗绝经后妇女骨质疏松的首选。但近年来的研究发现,ERT可增加用药妇女患乳腺癌及冠心病的发病率［5］。选择性雌激素受体调节剂是一组人工合成的结构不同的非类固醇化合物,可选择性地作用于不同组织的雌激素受体,分别产生类雌激素或抗雌激素作用。近年来研究发现,该类人工合成药物对骨、脂肪代谢和脑组织具有类雌激素作用,而对乳腺和子宫则具有抗雌激素作用,这既满足PMO防治对雌激素的需要,又克服了应用雌激素可能产生的副作用［6］。临床研究也证实新一代选择性雌激素受体调节剂雷洛昔芬在克服雌激素不良反应的同时显著提高骨量,能有效调节过快的骨转换率,防止健康及骨质疏松患者的骨质丢失［7］。

    骨组织的代谢过程又称为骨重建,包括骨吸收及骨形成,生理状态下骨组织包括牙槽骨的吸收与形成处于动态平衡。研究显示,PMO患者随着雌激素水平的降低,除通过细胞受体途径促进成骨细胞的分化及破骨细胞的凋亡外,还可通过细胞因子途径参与骨重建［8］。IL-1β作为较强的骨吸收刺激因子之一,可刺激破骨细胞前体细胞增殖活化形成破骨细胞［9］;作为“上游因子”,IL-1β还可通过刺激成骨细胞产生前列腺素E2、IL-6、巨噬细胞集落刺激因子及肿瘤坏死因子-α等“下游因子”的生成,间接激活破骨细胞,抑制破骨细胞的凋亡,促进骨吸收［10］。骨组织活检显示,IL-1β mRNA在PMO患者、无骨质疏松症状的绝经妇女及接受ERTPMO患者骨组织中的表达分别为54%、30%及0,提示IL-1β与PMO的发生关系密切［11］。动物模型也证实IL-1β、IL-6及TNF-α的表达增高导致破骨活动增强,骨吸收大于骨形成,最终导致骨质疏松［12］。李潇等的研究表明IL-1β参与了PMO大鼠拔牙创牙槽骨的改建过程,与对照组比较,骨质疏松组IL-1β阳性表达增多,经雌激素治疗后其阳性表达降低［13］。

    本实验结果显示,PMO大鼠随着体内雌激素水平的降低,牙周炎牙槽骨中IL-1β阳性表达增强。提示PMO大鼠牙周炎牙槽骨中骨吸收因子IL-1β的表达增强,间接地引起破骨细胞的数量及活性增加,导致骨吸收活动增强,从而加重了炎症牙槽骨的吸收。经雌激素及雷洛昔芬治疗后,IL-1β阳性表达降低,整体水平接近对照组，提示雌激素及选择性雌激素受体调节剂类药物雷洛昔芬可下调PMO大鼠牙槽骨中IL-1β的表达,这可能是雌激素及雷洛昔芬抑制PMO大鼠牙周炎牙槽骨吸收的机制之一。

【】
  　　［1］骆 凯,闫福华,陈 凌,等. 绝经后骨质疏松大鼠实验性牙周炎动物模型研究［J］. 口腔医学研究, 2006,22(2):130-132.

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　　［13］李 潇,丁 寅,金作霖,等. 雌激素对骨质疏松大鼠牙槽骨改建及IL-1表达的影响［J］. 牙体牙髓牙周病学杂志, 2000,10(1):16-18.