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血红素氧合酶(heme oxygenase，HO)是一种催化血红素降解为一氧化碳、亚铁离子和胆绿素的起始酶和限速酶，有着重要的生物学作用。近年来发现它除了有降解血红素功能外，还在许多生理和病理过程中起重要的调节作用。HO在体内主要以三种形式存在，即诱生型HO(inducible HO，HO-1)、原生型HO(constitutive HO，HO-2)和功能尚不十分清楚的HO-3。它们广泛分布于全身各个组织和器官，在细胞内主要存在于滑面内质网中。HO-1和HO-2生物学作用的确切机制尚未被彻底揭示。目前发现，其作用很可能是主要通过其催化血红素降解而产生的内源性一氧化碳(carbon monoxide，CO)来实现的。CO现被认为是继一氧化氮(nitrogen monoxide，NO)之后的又一种新型的气体信号分子，通过cGMP途径或／和非cGMP途径发挥信号传递等生物学作用。它参与舒张血管；调节下丘脑皮质激素释放；抗微生物、抗肿瘤效应；抗细胞凋亡与缺血再灌注损伤等生理、病理过程。牙髓组织具有高度血管化的特征，其血流受到多种因素的共同调节。许多学者分别从各个不同的角度对牙髓血流动力学进行了研究。近年来，人们已经开始注意到气体信号分子在牙髓血流调节方面的作用，并进行了一些研究。这些研究主要集中在L-arginine／nitric oxide途径对牙髓血流的调节作用上，但尚未涉及对近年来发现的新型气体信号分子CO在该方面作用的研究。牙髓组织的另一特征就是具有再生修复潜能，在一定程度内，遭受损伤、感染等不良刺激后，其储备的未分化间充质细胞可分化为成牙本质细胞，分泌牙本质基质，形成继发性或修复性牙本质，这是牙髓组织固有的一种生物学机能，也是临床活髓保存治疗的依据。研究表明，根据生长微环境的不同，牙髓细胞可分别分化成造牙本质细胞、成骨细胞、成软骨细胞及成纤维细胞。细胞分化这一复杂过程，除细胞本身的特性决定外，还需要多种生长因子、胞外基质的共同参与，涉及到细胞学、分子学及信号传导等多种机制。尽管许多学者相继提出了牙髓细胞诱导分化的假说，但其确切的过程仍不清楚。19世纪后期以来，对气体信号分子的一些研究显示，NO及其酶系统一氧化氮合酶(Nitric Oxide Synthase，NOS)在牙髓组织中广泛分布，具有调节血流量和牙髓组织压的作用，还可能与牙本质形成、细胞分化等生理过程相关。考虑到CO作为近年来发现的一种新型气体信号分子，在许多方面与NO有着惊人的相似之处，并且在体内有着多种重要的生物学作用，我们推测HO及其催化产物CO在牙髓组织的某些生理、病理过程中也可能发挥一定的作用。2006年，韩国Kyung-San Min等更是用Western印迹法首次检测到HO-1在体外培养的人牙髓细胞中有大量表达，并证实IL-1α、IL-1β、TNF-α等早期炎症因子能增加HO-1在牙髓组织中的表达量，提示牙髓早期炎症阶段HO-1具有对抗炎症因子、保护牙髓细胞的作用。然而，目前HO酶系统在活体牙髓组织中的具体分布情况还未见相关报道，HO-CO系统在人类牙髓组织中的具体作用更是没有明确。为此，我们设想用形态学研究的方法观察HO-1、HO-2在人活体健康牙髓组织中的分布情况，初步探讨HO及其催化产物CO等在牙髓组织中可能发挥的作用，为今后深入研究气体信号分子与牙髓组织生理、病理过程的关系做一些必要的铺垫。本研究的主要目的：采用免疫组织化学的方法观察HO-1、HO-2在人健康牙髓组织中的表达与分布，对HO-CO系统在牙髓组织中可能发挥的作用进行初步探讨，为今后深入研究气体信号分子与牙髓组织的生理、病理过程的关系做一些必要的铺垫和前期工作；也为进一步揭示牙髓组织血流调节、牙髓组织损伤时的自我保护和修复、牙髓细胞分化等复杂的生理过程的具体机制做一些探索。材料与方法取30例临床因阻生或正畸拔出的人健康磨牙或前磨牙牙髓，用免疫组织化学SABC法进行染色，检测HO-1、HO-2在牙髓组织中的表达和分布情况。结果1．血红素氧合酶HO-1、HO-2在人牙髓血管内皮细胞中表达均为阳性或强阳性。略有不同之处在于HO-1在人牙髓中的小动脉、小静脉的血管内皮细胞中表达较为明显，而在毛细血管内皮细胞中表达较弱；HO-2在人牙髓中的毛细血管内皮细胞中表达尤为明显，而在较大的动、静脉的血管内皮细胞中表达阳性程度较弱。2．HO-1、HO-2在人牙髓成牙本质细胞中呈阳性表达，在邻近前期牙本质的成牙本质细胞表达尤为明显。3．HO-1在部分牙髓成纤维细胞中呈阳性或弱阳性表达，尤其在离血管较近的细胞体积较小、形态不规则的幼稚牙髓细胞或可能存在的某些储备细胞中表达较明显。4．部分人牙髓神经纤维HO-1、HO-2为弱阳性表达。结论1．HO-CO系统在牙髓血流调节中可能发挥重要的作用。2．HO-1、HO-2的表达与成牙本质细胞形成和分泌牙本质基质和基质钙化过程可能具有某些相关性。3．HO-1可能在牙髓细胞的正常代谢、分化及牙髓组织损伤的自我保护和修复中起一定的作用。