论文部分内容阅读
目的:关于正畸力是如何被牙龈组织细胞感知并转化为信号,以及牙龈组织的各种成分在其中有什么作用等问题的研究才刚刚起步。随着实验方法的改进和研究的不断深入,牙龈成纤维细胞对机械外力的信号传导,特别是细胞骨架介导的机械传导,已成为学者们努力的方向。细胞骨架决定细胞的形态,细胞骨架由微丝、微管和中间纤维组成,对于牙龈成纤维细胞,纤维状肌动蛋白(F-actin)在细胞骨架的维持和改建发挥重大作用。本实验以正畸治疗过程中及治疗后牙龈受压、堆积、退缩、内陷或形成裂隙等常见问题作为出发点,通过机械压应力作用于人牙龈成纤维细胞,探讨人牙龈成纤维细胞骨架微丝蛋白的变化规律及其的生物学反应,进一步探讨细胞骨架变化与细胞凋亡的关系。实验对象为体外培养人牙龈成纤维细胞,研究机械压应力作用下正常人牙龈成纤维细胞骨架形态的时效变化。方法:首先对人牙龈成纤维细胞进行体外培养、纯化及鉴定,为后续力学实验提供物质基础;采用机械压应力装置,改变放置容器内铅珠的数量来调节施加应力的大小为1、2、3、4、5g/cm2,加力时间为8小时、24小时和48小时。实验中,选择特殊专一性荧光抗体Rhodamine Phalloidin(罗丹明标记的鬼笔环肽)对细胞骨架微丝F-actin进行标记,并在激光扫描共聚焦显微镜下观察,应用专用的图像分析软件对所标记的结构进行平均投影面积和荧光强度分析,描述其动态变化规律;并采用TUNEL法检测24h细胞凋亡的状态,进一步探讨细胞骨架变化与细胞凋亡的关系。结果:(1)采用改良组织块原代细胞培养法,经细胞来源鉴定,显示细胞抗波形丝蛋白染色阳性,抗角蛋白染色阴性,成功培育人牙龈成纤维细胞。倒置相差显微镜下观察到:7~12d后组织块边缘即有成纤维细胞游出,呈典型的长梭形。3~6代细胞,生长迅速,生物学性状稳定。(2)机械压应力作用下,短时间加力,1、2、3g/cm2加力组微丝纤维排列紊乱、丝状结构变细变短,荧光强度下降,平均投影面积及平均荧光强度与未加力组相比有统计学差异。随着加力时间的延长,细胞形态接近未加力组,细胞平均投影面积及平均荧光强度增加,但与未加力组相比仍有统计学差异。4、5g/cm2加力组,微丝结构断裂、紊乱,荧光强度下降,细胞平均投影面积及平均荧光强度随着加力时间的延长,呈直线下降趋势,与未加力组有统计学差异。(3)机械压应力作用于HGFs24h后,细胞凋亡指数(AI)随着力值大小变化呈上升趋势,1、2g/cm2加力组AI与未加力组无统计学差异,3、4、5g/cm2加力组AI与未加力组相比有统计学差异。1、2g/cm2加力组作用下细胞骨架纤维F-actin发生解聚和重排,少数细胞发生凋亡;随着力值的增大,F-actin发生断裂,不能适应力学环境的刺激,更多的细胞发生凋亡。表明F-actin是细胞凋亡的早期调解子,即细胞骨架的变化早于细胞凋亡。结论:机械力作用可使HGFs细胞骨架微丝结构发生改变,较轻的压应力作用下,细胞骨架微丝结构的解聚并不随着时间延长而加重,F-actin重排,产生适应性改建,但这种适应性改建是有限的;随着加载力值变大,HGF细胞骨架微丝结构的解聚也加重,不再发生适应性改建,纤维断裂,细胞凋亡。