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目的:本研究将体外合成的晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)与人牙龈成纤维细胞(human gingival fibroblasts,HGFs)共培养,观察AGEs对HGFs增殖及表达基质金属蛋白酶-1(matrix matello proteinase-1,MMP-1)和基质金属蛋白酶-8(matrix matello proteinase-8,MMP-8)的影响,探讨AGEs加重糖尿病性牙周炎的可能机制。
方法:①采用酶消化一组织块法进行HGFs原代培养,倒置相差显微镜下观察细胞生长状态。取第3代HGFs绘制生长曲线并用SABC法进行波形丝蛋白和角蛋白染色以鉴定细胞来源。体外合成晚期糖基化终末产物修饰的人血清白蛋白(advanced glycation endproducts-modified human serum albumin,AGE-HSA)。将制备好的AGE-HSA用荧光光谱法进行鉴定,同时测定其内毒素的含量。以含2%FBS的DMEM稀释成实验所需不同浓度。②取第4代生长良好的HGFs,胰酶消化后以5×104个/ml等量接种于96孔板。当细胞长至相互融合时,分别与0、0.5、5、50、100、200μg/mlAGE-HSA及50μg/mlHSA共培养。在培养的第24、48、72h,用MTT法测定细胞增殖情况并计算细胞抑制率。③取第4代生长良好的HGFs,胰酶消化后以5×104个/ml等量接种于96孔培养板中。当细胞长至相互融合时,分别加入0、0.5、5、50、100μg/mlAGE-HSA及50μg/mlHSA共培养24、48、72h后,收集各组细胞上清液,3000r/min,20min以去除细胞残渣,酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)法检测中MMP-1及MMP-8的蛋白水平;提取各组细胞的总RNA,实时定量逆转录聚合酶链式反应(real-time quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,RTQ-PCR)测定MMP-1及MMP-8的RNA表达。
结果:①HGFs最早在第5d从组织块中爬出,大多呈梭形,胞浆丰满,核仁清晰。一般13~20d长满瓶底,可进行传代。生长曲线符合HGFs生长特点。制备的AGE-HSA样本为棕褐色,荧光值为110U/mg蛋白,而HSA对照样本为2.21U/mg蛋白。以上所有样本经内毒索含量测定,均<10pg/ml。蛋白分析仪测得AGE-HSA浓度是2.5mg/ml;②MTT结果为:AGE-HSA与HGFs复合培养时,AGE-HSA各浓度组OD值均低于对照组,并且同一时间的实验组OD值随着浓度增加逐渐降低。孵育初期200μg/ml首先表现出与对照组的显著差异;而随着培养时间的延长,各浓度组均显示出与对照组的显著差异(p<0.05),且高浓度200μg/ml组与低浓度0.5μg/ml组均表现出与其它各浓度组间的统计学差异(p<0.05),表明AGE-HSA对HGFs抑制作用随其浓度升高和时间延长而增强;③ELISA数据显示:各浓度组MMP-1合成量随时间变化逐渐增高。100μg/mlAGE-HSA组HGFs中MMP-1的合成量在培养初期(24小时)即明显高于对照组(p<0.05)。至72小时,100μg/ml浓度组不仅与对照组显示出差异,而且与最低浓度0.5μg/ml组有统计学差别(p<0.05);不同浓度组在不同时间诱导HGFs表达MMP-8水平无统计学差异;④RTQ-PCR结果表明:HGFs与各浓度AGE-HSA共培养后,AGE-HSA可明显促进其MMP-1mRNA合成(p<0.05),MMP-1水平与AGE-HSA浓度成依赖关系;本实验中各组MMP-8mRNA表达均为阴性。
结论:①AGEs可抑制HGFs增殖影响牙周组织修复能力;②AGEs可提高HGFs的MMP-1表达水平介导胶原降解;③在本实验研究条件下,不同浓度AGEs无法诱导HGFs表达MMP-8。