Th17/IL-17骨免疫通路在正畸相关炎性牙根吸收中的作用机制研究

Orthodontically induced inflammatory root resorption(OIIRR) has been a common complication associated with orthodontic tooth movement.The causes are reported to vary and include the use of heavy force, the length of treatment, the type of root, genetic predisposition, and so on. However, the definite cause of resorption has not yet been identified.The immune and skeletal systems have various regulatory molecules in common, including cytokines and transcription factors.Therefore, it is reasonable to consider that the physiology and pathology of one system may affect the other.These suggest that the immune system may be involved in the occurrence of OIIRR. In the present study, the immunolocalization of Th17 cells and the expression levels of IL-17, IL-1-β, IL-6，and RANKL were investigated in rat root resorption during experimental tooth movement using an immunohistochemical analysis and PT-PCR. Furthermore, to reproduce the conditions of pressure during orthodontic tooth movement, the effects of IL-17 on both IL-1-β,IL-6 and RANKL release were investigated using human periodontal ligament (hPDL) cells in vitro, and the effects of IL-17 on the formation of osteoclasts from human osteoclast precursor cells were also examined.

正畸相关炎性牙根吸收（OIIRR）是正畸牙移动的严重不良反应之一,但其病理机制仍未明朗。研究显示，免疫系统可能参与OIIRR的发生。Th17/IL-17具有强大的促炎和促骨吸收作用，在自身免疫性疾病的发生、发展中起了重要作用，但是，Th17细胞及IL-17在OIIRR中的作用和机制尚不清楚。在前期实验中，我们在大鼠正畸牙移动压力侧牙周膜内检测到IL-17的表达，并推测Th17/IL-17途径所导致的破骨活性增强可能是正畸牙根吸收的新机制。本研究通过动物实验、临床实验和体外实验三者相互印证，采用RT-PCR、ELISA、Western-blot等分子生物学的多种技术和检测手段，从组织、细胞、蛋白质等多角度来验证Th17/IL-17参与牙根吸收的免疫应答机制及可能途径，为明确牙根吸收的发病机制提供理论依据，并为今后OIIRR的预警、预防、监控及靶向治疗提供新思路。

正畸相关炎性牙根吸收（OIIRR）是正畸牙移动的严重不良反应之一,但其病理机制仍未明朗。研究显示，免疫系统可能参与OIIRR的发生。Th17/IL-17具有强大的促炎性作用和骨吸收作用，在自身免疫性疾病的发生、发展中起了重要作用，但是，Th17细胞及IL-17在OIIRR中的免疫应答机制尚不清楚。本研究建立大鼠正畸牙移动模型，观察在正畸力作用下，Th17细胞在移动牙牙周膜内的数量变化与分布情况，以及IL-17、IL-6、IL-1-β、RANKL的蛋白及mRNA的表达变化；并通过局部注射IL-17/IL-17抗体后，检测上述细胞及因子的表达变化；检测大鼠血清及正畸移动牙龈沟液中IL-17等炎性因子的表达；以及体外实验观察rhIL-17对正畸加力后牙周膜细胞系分泌及表达促炎因子的影响，及rhIL-17对人破骨细胞前体向破骨/破牙骨质细胞系分化及活化的影响，其结果如下：（1）在大鼠正畸牙移动压力区检测到IL-17的表达， IL-17主要出现在成（牙）骨细胞和成纤维细胞中。IL-17及RANKL在60g力值组中的表达强度高于20g力值组；（2）外源性rrIL-17能上调RANKL的表达，促进破骨细胞的形成、分化和成熟，加重正畸牙根吸收的范围和严重程度；外源性IL-17抗体能阻断IL-17的部分效应，下调RANKL的表达，抑制破骨细胞的形成、分化和成熟，减轻正畸牙根吸收。（3）正畸力作用下，大鼠移动牙龈沟液及外周血清中的IL-17含量均增加，检测龈沟液中IL-17的含量变化可有效预测深部牙周组织中IL-17变化，进而初步判断正畸力下牙槽骨和牙根的吸收程度；（4）静压力能促进HPDLF对IL-17/IL-17R、IL-6及RANKL等炎性细胞因子的表达，且表达量呈力值依赖性，在4 g/cm2静压力刺激下表达量最大。以不同浓度IL-17分别刺激成纤维细胞， RANKL和OPG的mRNA及蛋白表达呈浓度依赖和时间依赖性关系，IL-17可正向调节RANKL表达，而负向调节OPG的表达。(5) 在成纤维细胞与单核细胞共培养体系下，单核细胞能生成TRAP阳性多核巨细胞，共培养组受 IL-17诱导后，TRAP阳性多核细胞数目显著增加。本研究从组织、细胞、蛋白质等多角度来验证Th17/IL-17参与牙根吸收的免疫应答机制及可能途径，为明确牙根吸收的发病机制提供理论依据。