1、背景:
　　 在正畸治療的過程中,機械矯治力作用于牙周組織,牙周膜中血管受壓血流量變少,導(dǎo)致牙周組織缺血,氧分壓下降,局部微環(huán)境低氧,刺激成骨細胞活動,新骨沉積;破骨細胞形成,骨質(zhì)吸收,牙齒移動到適宜的位置。在這個過程中,成骨細胞的活動是骨改建的核心內(nèi)容,它起源于多能的骨髓間充質(zhì)細胞(BMSCs)。ST2細胞株是從BC8小鼠骨髓中分離出來的一種間質(zhì)細胞株,具有骨髓間充質(zhì)干細胞的特點,在特定的體內(nèi)外微環(huán)境條件下,可以分化為成骨細胞

2、。在低氧的條件下最顯著的影響因子是低氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α),是細胞對低氧環(huán)境進行適應(yīng)的調(diào)節(jié)因子。大量的實驗和臨床研究證明,在骨質(zhì)改建或者重建的過程中,HIF-1α起著關(guān)鍵的作用。Wnts家族是一種分泌性糖蛋白,參與細胞的生存、分化和發(fā)育,具有抑制脂肪形成促進成骨的作用,是目前成骨分化信號傳導(dǎo)通路領(lǐng)域研究的熱點之一。當腫瘤細胞處于低氧環(huán)境時,HIF-1α活性增強,調(diào)節(jié)Wnt通路的目的基因和信號通路中一系列因子表達增高,細胞對Wn

3、t/β-catenin信號傳導(dǎo)通路的敏感性增強,使細胞適應(yīng)低氧環(huán)境。但是在正畸加力過程中,BMSCs也處于低氧環(huán)境,HIF-1α及Wnt/β-catenin對BMSCs向成骨方向分化的調(diào)節(jié)機制尚不清楚。
　　 目的:
　　 本項目建立ST2細胞的體外受力模型和去鐵胺(DFO)模擬化學(xué)低氧環(huán)境,對細胞施加最適牽張力,應(yīng)用MTT法觀察細胞增殖活性變化,借助免疫組化和RT-PCR研究周期性牽張力作用下ST2細胞向成骨方向分化的

4、早期標志ALP的表達,HIF-1α與Wnt/β-catenin及其下游調(diào)控基因的表達。明確周期性牽張力下Wnt/β-catenin和HIF-1α對ST2細胞成骨分化的作用,探討正畸牙齒移動過程中牙槽骨改建的分子生物學(xué)機制,為正畸臨床施力提供理論基礎(chǔ)。
　　 方法:
　　 1.體外培養(yǎng)ST2細胞,構(gòu)建體外ST2細胞的力學(xué)刺激模型和模擬化學(xué)低氧環(huán)境。
　　 2.常氧和低氧環(huán)境下,對細胞施加最適周期性牽張力,采用免疫組

5、化和RT-PCR檢測ALP、HIF-1α與Wnt/β-catenin通路中基因的表達情況。
　　 3.應(yīng)用SPSS11.0統(tǒng)計軟件包對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析。
　　 結(jié)果:
　　 1.拉伸率為15％,頻率為0.25 Hz的周期性牽張力可以促進ST2細胞的增殖,增殖活性與施力時間有關(guān);本實驗采用DFO模擬化學(xué)低氧環(huán)境可以促進ST2細胞的增殖,增殖活性與低氧持續(xù)時間有關(guān)。
　　 2.加力組與未加力組相比,前者

6、的HIF-1α mRNA比后者高。
　　 3.加力組ALP mRNA的表達均比對照組高,加力12 h后,ALP mRNA表達增高,到48 h達到高峰,然后下降。
　　 4.RT-PCR檢測到Wnt/β-catenin通路的基因中GSK-3β在各組中均有表達,化學(xué)模擬低氧環(huán)境下,加力組的GSK-3βmRNA表達量與HIF-1α mRNA和ALP的表達量有負相關(guān)關(guān)系(P<0.05);β-catenin、LRP-5和RUNX2

7、在加力組和對照組也有表達,隨著加力時間的延長,表達增高,在48h達到高峰。
　　 5.免疫組化檢測HIF-1α蛋白表達:在化學(xué)模擬低氧環(huán)境和常氧條件下,分別對細胞施加不同的加力時間,HIF-1α蛋白在各組細胞中均有表達,在胞質(zhì)和胞核中出現(xiàn)棕黃色顆粒,陽性密度均很高。
　　 結(jié)論:
　　 1.拉伸率為15％、頻率為0.25 Hz的周期性牽張力和濃度為130μmol/L的DFO模擬化學(xué)低氧環(huán)境可促進ST2細胞的增殖和