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目的:本研究将体外合成的晚期蛋白氧化产物(advanced oxidative product products,AOPP)与人牙龈成纤维细胞(human gingival fibroblast,HGF)共培养,观察AOPP对HGF增殖、凋亡和合成基质金属蛋白酶-1(matrix matelloproteinast-1,MMP-1)的影响。探讨AOPP在糖尿病加重牙周病中的可能机制,并为其治疗开辟新的途径。
方法:①采用酶消化—组织块法进行HGF原代培养,倒置相差显微镜下观察细胞生长状态。取第3代HGF绘制细胞生长曲线并用SABC法进行波形丝蛋白和角蛋白染色以鉴定细胞来源。体外合成晚期氧化修饰的人血清白蛋白(advanced oxidative protein product-human serum albumin,AOPP-HSA)。利用酸性条件下340nm处其吸光值测定AOPP浓度,并利用LPS试剂盒测定内毒素含量。配制各种浓度的AOPP-HSA溶液。②取第4代生长良好的HGF,胰酶消化后以2.5×104个/ml等量接种于96孔板。当细胞长至相互融合时,分别与加入100、50、5 μg/ml AOPP-HSA含2%FBS的DMEM共培养。在培养的第1、2、3 d,用MTT法测定细胞增殖情况并计算细胞抑制率。③取第4代生长良好的HGF,胰酶消化后以3.5×105个/ml等量接种于25 cm2塑料培养瓶中。当细胞长至相互融合时,分别加入含有或不含50μg/ml AOPP-HSA的DMEM无血清培养基共培养72 h,收集各组细胞及其上清液,1200r/min,5min,加入0.3ml PBS制成细胞悬液,Annexin V-PI染色,流式细胞仪检测AOPP-HSA对HGF凋亡的影响。④取第4代生长良好的HGF,胰酶消化后以1.0×105个/ml等量接种于24孔培养板中。当细胞长至相互融合时,分别加入含有100、50、5、0.5μg/mlAOPP-HSA含2%FBS的DMEM共培养72 h后,收集各组细胞上清液,6000r/min,30min以去除细胞残渣,用ELISA测定上清液中MMP-1的水平。
结果:①HGF最早在第4 d从组织块中爬出,大多呈梭形,胞浆丰满,核仁清晰。一般10~15 d长满瓶底,可进行传代。细胞生长曲线符合HGF生长特点,免疫组化结果显示HGF波形丝蛋白染色阳性,角蛋白染色阴性,提示该细胞来源于中胚层,非上皮来源的细胞。AOPP-HSA样本为棕黄色,经测定内毒索含量均<0.025EU/ml,利用酸性条件下340nm处其吸光度值测得AOPP-HSA浓度为4.8mg/ml。②MTT结果显示:分别在复合培养的第1、2、3 d,各浓度组AOPP-HSA抑制HGF增殖,抑制率随着浓度增加而升高,组间两两比较差异有统计学意义(P<0.05),但50ug/ml和100ug/ml两组抑制率在共培养第3d无统计学差异。50ug/ml和100ug/ml两组抑制率存在时间差异性,在共培养的第2d达到最高(P<0.05),而5ug/ml组抑制率随时间变化无统计学差异。③加入AOPP-HSA的无血清DMEM诱导72 h后,Annexin V-PI双染,流式细胞仪所形成的散点图上实验组比之对照组凋亡率有轻度增加,但两者比较差异无统计学意义(P>0.05)。④EIJSA结果统计分析显示AOPP-HSA各浓度组HGF中MMP-1的合成量都高于对照组(P<0.05)。另外,不同浓度组之间MMP-1的合成量亦存在差异(P<0.05),其合成量随着AOPP浓度升高而增加。
结论:①AOPP可能通过抑制HGF增殖,影响牙周组织修复能力而促进DM时牙周病的发展。该实验中未观察到AOPP对HGF凋亡的影响,提示AOPP对HGF增殖的抑制作用可能是通过其它途径或方式来实现的。②AOPP可能通过促进MMP-1合成,导致胶原降解,而介导DM时氧化应激所导致的牙周组织破坏,推测该作用可能是通过直接或间接(激活单核细胞)作用于HGF两条途径来实现,但具体机制尚需进一步探讨。