EGCG及其甲基化结构修饰物稳定牙本质粘接界面的作用及生物学机制

Host-derived MMPs and the collagen degradation mediated by them are key factors to the degradation of dentin bonding. The use of natural MMPs inhibitors- Epigallocatechin gallate (EGCG) and its methylated derivatives should be promising in stabilizing the resin-dentin bonds. However，the studies to effect of EGCG and its methylated derivatives on bonding stability to dentin and the biological mechanisms are in absence in literature. This study is designed to distill targeted methylated EGCG by high performance liquid chromatograph and make a functional selection based on the results of biosecurity test, evaluation of their effects on MMPs and Type I collagen. The effect of EGCG and selected methylated EGCG on bonding stability to dentin will be evaluated using experimental analysis on bonding performance. The biological mechanism of the effect of EGCG analogs on bonding stability will be analyzed using the demineralized dentin model, in vitro cell biological techniques and in vivo animal experiments. This research is of great means to reveal the mechanism of host response and the biological function of EGCG during dentinal bonding degradation. It would also provide a new and promising strategy for improving the long-term longevity of adhesive restorations and preventing the occurrences of dentin defection induced by the pathological collagen degradation.

内源性基质金属蛋白酶（MMPs）介导的胶原纤维降解是牙本质粘接界面退变的重要因素，MMPs抑制剂是稳定牙本质粘接界面的最直接途径。天然MMPs抑制剂表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）及其甲基化修饰物应用于稳定牙本质粘接界面具有优越性，但其对牙本质粘接稳定性的作用及其相关的生物学机制尚缺乏研究。本项目拟借助高效液相色谱技术提取EGCG的定向甲基化修饰物，通过生物安全性评价、对MMPs及I型胶原的作用对其进行功能性筛选。借助实验粘接学测试的方法，探讨通过预处理剂和改性粘接剂两种方案将EGCG及其甲基化修饰物应用于稳定牙本质粘接界面的作用。借助脱矿牙本质模型、离体细胞学和体内动物实验，研究其稳定牙本质粘接界面的机制。本项目对揭示牙本质粘接退变的宿主反应机制和EGCG的生物学作用机理有重要意义，为提高树脂粘接修复体的长期使用寿命及防治病理状态下因胶原降解导致的牙本质缺损性疾病提供新思路。

树脂粘接修复是目前牙体缺损修复最主要的方式，仅美国每年需耗资460亿美金用修复。但是，现有的修复体50-70%因为粘接脱落需要更换。牙本质源基质金属蛋白酶（MMPs）介导的胶原纤维降解是导致牙本质粘接界面退变的主要内源性因素，MMPs抑制剂是稳定牙本质粘接界面的最直接途径。天然MMPs抑制剂表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）及其甲基化修饰物应用于稳定牙本质粘接界面具有优越性，但其对牙本质粘接稳定性的作用及其相关的生物学机制尚缺乏研究。本研究借助柱色谱和高效液相色谱从茶叶中提取EGCG-3Me，通过液相芯片、明胶酶谱分析及酶活性分析等免疫学和分子生物学方法，结合生物力学实验，研究EGCG和EGCG-3Me稳定牙本质粘接界面的作用及机制。主要研究结果如下：⑴首次从茶叶中分离、提取EGCG 的定向甲基化修饰物EGCG-3Me，通过功能筛选确定EGCG和EGCG-3Me用于牙本质粘接表面处理的适宜浓度；⑵通过预处理剂和改性粘接剂两种方案将EGCG及EGCG-3Me用于稳定牙本质粘接界面，发现对于人牙冠方和根方牙本质均可以有效提高其粘接稳定性，且同浓度EGCG-3Me的作用优于EGCG；⑶发现EGCG和EGCG-3Me提高牙本质粘接界面稳定性的机制可能为：抑制人牙冠方和根方牙本质中MMPs活性，保护牙本质胶原，以及抑制常见制龋菌和根管感染菌；⑷首次鉴定了人牙根中MMPs的存在并揭示其分布规律，深入探讨了冠方MMPs的分布与牙本质粘接界面退变的关系。研究结果揭示了牙本质粘接退变的宿主反应机制以及EGCG和EGCG-3Me的生物学作用机制，为提高树脂粘接修复体的长期使用寿命，及防治病理状态下因胶原降解导致的牙本质缺损性疾病提供可靠的科学依据。