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研究背景颞下颌关节(Temporomandibular joint,TMJ)软骨层次分明,由浅入深可分为纤维层、增殖层、前肥大层及肥大层,不同层次的软骨细胞形态及功能均不尽相同。关节软骨细胞对于生物力学刺激十分敏感,力的刺激可以影响软骨细胞的增殖和分化状态,而咬合是TMJ软骨接收生物力学刺激的重要来源。前期我科室通过建立单侧前牙反牙合模型(Unilateral anterior crossbite,UAC),观察到明显的颞下颌关节软骨的退行性改变,但促进软骨细胞增殖的模型目前尚未见报道。骨关节炎是包括颞下颌关节在内的动关节中最常见的疾病,其中软骨病变不仅有明显的退行性变,而且有显著的软骨细胞修复学反应。建立以软骨细胞修复为特征的动物模型,无疑对研究骨关节炎软骨的增殖性修复活动具有重要意义。本研究的主要目的:首先,通过为双侧前牙制作金属冠的方法设计双侧前牙咬合加高(Bilateral anterior elevation,BAE)的小鼠模型,巧妙地利用了啮齿类动物前牙不断生长、牙齿不断被生理性磨耗的特性,以金属冠的方式阻碍了前牙的生理性磨耗,导致小鼠咬合因前牙磨耗受阻而逐渐被动地被加高,致使颞下颌关节腔处于负压的状态,髁突软骨细胞处于被动牵拉状态。其次,为印证BAE小鼠髁突软骨细胞对BAE的增殖性反应,本研究构建了体外实验模型,即分离SD大鼠髁突软骨的浅层细胞,并设立深层细胞为对照,分层培养后,利用FX-4000?(Flexcell International Corporation,USA)给予细胞不同时间长短及力值的拉力刺激,检测软骨细胞表达分化、增殖及基质分泌相关分子的变化情况。以此论证在小鼠模型中,髁突软骨浅层细胞受到BAE拉力作用而产生的生物学响应的特点。第三,利用Cre-loxp系统转基因小鼠对软骨细胞进行示踪,观察髁突浅层软骨细胞在BAE及前期我科室独创的具有促进髁突软骨分化作用的UAC模型作用下,细胞分化活动的变化规律。材料与方法1.将42只6周龄C57BL/6J雌性小鼠(体重为17–19 g)按照随机的原则等分为对照组(Con)和双侧前牙咬合加高模型组(BAE),各组又按照时间点随机等分为3周、7周及11周(n=7);各组小鼠均在6周龄时进行相应的咬合刺激,其中Con组不进行金属冠的粘接,三组小鼠在造模后的3周、7周及11周(n=7)分别取材并进行进一步形态学等检测;2.在显微镜下体外分离提取3周龄SD大鼠髁突软骨浅层及深层并分别进行培养,于FX-4000?(Flexcell International Corporation,USA)下给与不同时间和力值的周期性拉力刺激(Cyclic Tensile Strain,CTS),分别收集刺激后的细胞进行RNA和蛋白质的提取并进行相关分子表达的检测;3.利用Sox9ERT2与工具鼠ROAS26-GFP杂交得到Sox9ERT2;ROAS26-GFP雌性小鼠后,于6周龄给予Tamoxifen注射,并进行UAC或BAE刺激,分别在造模后7天,14天,3周和7周取颞下颌关节髁突软骨观察GFP所标记的细胞的变化。主要结果1.BAE小鼠前牙因磨耗受阻而长度显著增加,其髁突软骨的厚度及软骨基质阳性面积随时间延长也有明显的增加;2.体外拉力实验中,在使细胞产生6%变形的周期性拉力刺激2小时时,软骨细胞可表现出明显的增殖倾向,且浅层软骨细胞较深层细胞更为明显;3.在BAE刺激下,Sox9-CreERT2;Rosa26-GFP小鼠的软骨增殖层中Sox9+软骨细胞数量明显增加;而在UAC刺激下,Sox9+软骨细胞数量减少。结论1.双侧前牙咬合加高(BAE)可促进小鼠髁突浅层软骨增厚,是研究髁突软骨细胞增殖的动物模型;2.小鼠髁突浅层软骨具有较强的可塑性,在BAE刺激下主要表现为较强的增殖活动,而在UAC刺激下主要表现为较强的分化活动。