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目的研究年轻成年SD大鼠前腭缝扩弓后,局部应用β-catenin激动剂,观察前腭缝中组织以及成骨相关因子的变化,初步探索NF-κB与Wnt/β-catenin通路交叉调控大鼠前腭缝牵张成骨、成骨细胞增殖分化和新骨形成的机制。从而为临床上颌快速扩弓(Rapid maxillary expansion,RME)中,应用β-catenin激动剂促进上颌骨扩弓后骨组织的改建,减少矫治后复发,缩短保持时间,提供一定的实验依据。方法取45只8周龄健康雄性SD(Sprague dawley)大鼠,将大鼠随机分为A、B、C三组,A组为对照组,B、C两组进行上颌快速扩弓,C组在前腭缝局部注射β-catenin激动剂SB-415286,A、B两组注射赋形剂DMSO,B、C两组大鼠以10%水合氯醛(4 ml/kg)腹腔麻醉后,于上颌中切牙处放入扩弓簧对大鼠前腭缝进行扩张,其中C组大鼠在前腭缝局部注射β-catenin激动剂,A、B两组大鼠在前腭缝注射相同剂量的赋形剂DMSO,每天一次,各组大鼠分别于扩张1、4、7后天处死,每次每组处死5只。取大鼠上颌骨,用10%中性缓冲福尔马林固定24 h,使用Micro-CT扫描后N-Recon、DataViewer进行图像重建与分析并测量前腭缝宽度,采用HE(hematoxylin-eosin staining)、Masson染色观察前腭缝组织形态学改变,免疫组化(immunohistochemistry,IHC)观察大鼠前腭缝组织中NF-κB p65、β-catenin以及成骨相关因子骨钙素(Osteocalcin,OCN)、骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)的表达,并用Image-Pro Plus6.0生物图像分析系统对相关因子的表达量作平均光密度值(Mean of IOD)分析。结果1、体重变化显示:A组大鼠平均体重随天数增加而稳步增加,B、C两组大鼠平均体重在扩弓第1和第2天下降,第3天后大鼠体重开始恢复并逐渐增长。在整个实验期间,扩弓两组大鼠的平均体重,均小于对照组大鼠的平均体重,差异有统计学意义(P<0.05),而B、C两组大鼠之间的平均体重在实验扩弓期间的差异无统计学意义(P>0.05)。2、Micro-CT观察显示:B、C两组大鼠第4天开始前腭缝出现明显缝隙,并且在前腭缝中央可见小的指状突起,到第7天宽度明显增大,指状突起数量与长度都显著增加。与A组相比,B、C两组在各个时间点前腭缝宽度均显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)。然而,B、C两组大鼠之间的前腭缝宽度的差异无统计学意义(P>0.05)。3、HE与Masson染色显示:A组大鼠的前腭缝主要由腭骨边缘覆盖的软骨细胞层及中间的纤维组织构成,成骨细胞沿着骨缝两侧的骨组织边缘稀疏排列。B、C两组大鼠第4天可观察到前腭缝变宽,边缘有新生骨生成,呈指状突起,成骨细胞呈梭状覆盖在指状骨表面,前腭缝之间大量胶原纤维形成。牵张7 d后,新骨形成明显,呈细而长的指状突起,两侧长的指状突起部分交叉重叠,骨边缘及新骨中的成骨细胞也明显增多,缝中间的胶原纤维沿着扩张力的方向排列。4、IHC显示:①p65、β-catenin在正常组织中几乎很少表达,在整个实验期间,在扩张的两组大鼠沿着前腭缝积聚的成骨细胞中,可观察到NF-κB p65、β-catenin强烈表达,C组NF-κB p65表达相对弱于B组大鼠,B组大鼠前腭缝β-catenin表达强于C组大鼠,差异有统计学意义(P<0.05)。②实验期间B组大鼠上颌前腭缝处BMP-2、OCN的平均光密度值高于A组,差异有统计学意义(P<0.05),C组大鼠上颌前腭缝处BMP-2、OCN的平均光密度值均高于B组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论1、使用扩弓簧可以打开年轻成年大鼠的前腭缝,增加上牙弓及上颌骨的宽度。2、机械牵张力激活了年轻成年大鼠前腭缝组织中NF-κB、Wnt/β-catenin通路,前腭缝组织出现骨改建活动。3、使用β-catenin激动剂,下调了NF-κB p65,NF-κB与Wnt/β-catenin通路之间存在负调控作用。4、大鼠RME过程中使用β-catenin激动剂,NF-κB活性受抑制,BMP-2、OCN表达增多,加速了骨质沉积钙化和骨改建过程,将有利于正畸临床上维持扩弓效果。