背景和目的：牙周膜是围绕牙根并连接牙根和牙槽骨的致密结缔组织,所含的多潜能间充质干细胞可分化为成骨细胞和成牙骨质细胞等矿化形式的细胞。但在体内正常环境下,牙周膜为坚韧和富有弹性的结缔组织且终生不被骨质化,保持着一种自身稳定的动态变化的过程。这表明预防牙周膜细胞(periodontal ligament cells,PDLC)向成骨和成牙骨质方向发展存在一定的机制。通过对人牙周膜中活性基因表达谱系的研究,分离到了一种新的基因并将其定义为牙周膜相关蛋白1(periodontal ligament-associated protein一1, PLAP-1)。PLAP-1是一种新近发现的细胞外基质蛋白多糖,属于小分子富亮氨酸蛋白多糖(small leucine-rich proteoglycan,SLRP)家族中的一员。现有研究结果证实PLAP-1可通过与生长因子相互作用而影响骨与软骨的形成与分化,与骨关节炎、类风湿性关节炎及腰椎间盘退变等骨关节疾病相关,并作为一个负性调节因子参与牙周组织的分化和矿化过程。ST2细胞是从BC8小鼠骨髓基质中分离出来的间质细胞,具有多分化的潜能,在成骨条件培养基的诱导下可以向成骨细胞方向分化。因此,常被用作研究向成骨细胞分化机制的细胞学模型。鉴于目前尚未见PLAP-1在牙周组织中系统分布的文献报道,在成骨细胞分化中的作用也有待阐明,本实验采用免疫组织化学和RT-PCR技术,对PLAP-1在正常大鼠牙周组织及牙周膜细胞中的表达进行研究；并将逆转录病毒表达载体pBABE-hygro-PLAP-1导入ST2细胞,使其在ST2细胞中稳定超表达,观察PLAP-1对ST2细胞分化的影响,以期为进一步研究其在牙周组织的稳定和牙周炎中的作用提供一定的细胞分子生物学信息。材料和方法：1、PLAP-1在大鼠牙周组织及牙周膜细胞中的表达分离正常成年SD大鼠上、下颌磨牙,制备组织切片,采用免疫组织化学的方法观察PLAP-1蛋白在大鼠牙周组织中的表达。在体视显微镜下拔除大鼠上、下颌磨牙并刮取牙根面中1/3的牙周膜,采用组织块法原代培养大鼠牙周膜细胞,取第三代细胞用于实验。分别用免疫细胞化学和RT-PCR的方法检测PLAP-1蛋白和mRNA在体外培养牙周膜细胞中的表达情况。2、超表达PLAP-1对ST2细胞向成骨细胞方向分化的影响构建逆转录病毒表达载体pBABE-hygro-PLAP-1,脂质体法转入293T病毒包装细胞,用含有PLAP-1病毒的培养液感染ST2细胞,潮霉素B(Hygromycin B)筛选获得稳定超表达PLAP-1的ST2细胞。采用RT-PCR及细胞免疫化学的方法检测PLAP-1 mRNA和蛋白在ST2细胞中的表达情况,同时采用体外矿化结节形成实验检测超表达PLAP-1在ST2细胞分化中的作用,以正常ST2细胞和感染逆转录病毒空载体的ST2细胞作对照。结果：1、PLAP-1在大鼠牙周组织及牙周膜细胞中的表达免疫组织化学结果表明,PLAP-1在牙周组织中强阳性表达于牙周膜,而在牙骨质、牙槽骨、牙龈中未见表达。免疫细胞化学结果显示,PLAP-1棕黄色着色定位于细胞质中,胞核染色阴性。RT-PCR结果显示,PLAP-1在mRNA水平表达PLAP-1.2、超表达PLAP-1抑制ST2细胞向成骨方向分化经酶切电泳和序列分析测定,逆转录病毒表达载体pBABE-hygro-PLAP-1构建成功。RT-PCR和免疫细胞化学结果证实,转染pBABE-hygro-PLAP-1后的ST2细胞在mRNA和蛋白水平均有PLAP-1的表达,而转染空载体和正常ST2细胞中PLAP-1 mRNA和蛋白的表达均为阴性。经Hygromycin B筛选成功获得稳定超表达PLAP一1的ST2细胞。矿化结节形成实验观察到,感染空载体的ST2细胞和正常ST2形成矿化结节的量明显多于感染PLAP-1的ST2细胞(P<0.05)。结论：1、在大鼠牙周组织中,PLAP-1特异性表达于牙周膜中,提示其在正常牙周膜的生理功能中具有一定的作用。2、应用逆转录病毒表达体系证实,PLAP-1超表达在成骨细胞分化中起抑制作用。