牙周膜细胞和骨细胞对力应答的比较研究

力是维持骨动态平衡的必要因素。受力后骨细胞，成骨细胞和破骨细胞之间相互作用，调节骨代谢平衡。牙－牙周膜－牙槽骨构成一个独特结构，牙周膜的存在对牙槽骨改建至关重要。研究显示牙周膜成纤维细胞与骨细胞在力的作用下均可以独立启动破骨细胞的趋化和牙槽骨改建。连接蛋白Cx43承担骨组织中力信号在骨细胞、骨衬里细胞与骨基质之间传递，对成骨细胞的分化、破骨细胞的形成和骨改建十分重要。牙周膜细胞也表达Cx43，Cx43是否承担牙周膜与牙槽骨细胞之间信号传导？牙受同一力值作用在牙槽骨的不同区域为何分别引起成骨和破骨反应？是牙周膜还是牙槽骨最先启动骨改建过程？目前均不清楚。本研究拟在离体状态观察牙周膜细胞和骨细胞对力值和力作用方式的反应是否存在差异，并选择连接蛋白CX43为标志观察力作用下细胞间信号传递，及与成骨和破骨有关的生物因子、凋亡信号的变化，旨在探讨牙周膜还是牙槽骨为正畸力的最初效应组织。

牙周膜和牙槽骨在受到正畸力刺激后如何产生力学响应及如何传递生物学信号的机理目前仍不清楚。缝隙连接和半通道由连接蛋白（connexin）多肽亚单位构成，是机械力的应答蛋白，其中Cx43表达最广泛。Cx43的表达对成骨细胞的增殖分化，破骨细胞的形成和骨吸收功能十分重要，对骨代谢调节因子的骨吸收促进作用也有影响。钙信号对破骨细胞的增值、分化、迁移和骨吸收有调节作用。本研究选择CX43作为研究缝隙连接途径的标志蛋白，观察离体培养的牙周膜成纤维细胞和骨细胞在不同力值，不同力的作用方式（基底牵张力，流体剪切力）下其与成骨和破骨有关的生物因子的表达；凋亡信号的表达；细胞之间信号的传递和细胞内信号传递的级联反应等几个方面的变化。还观察了与钙相关的受力学刺激诱导骨重建的相关机制。研究发现：生理性的流体剪切力增加骨细胞CX43的表达；CX43调节与机械力诱导相关的骨细胞的凋亡、成骨及破骨基因的变化；周期性牵拉力增加牙周膜成纤维细胞CX43的表达量；CX43影响牙周膜成纤维细胞受牵张力时成骨、破骨相关基因的表达；流体剪切力下小的破骨细胞钙响应峰值数量比大的破骨细胞多；流体剪切力增强钙响应只表现在破骨细胞分化早期，晚期则为抑制；流体剪切力诱导破骨细胞钙响应的敏感度随着破骨细胞的融合逐渐减弱。本课题对进一步探讨正畸过程中骨改建的机理有重要意义。