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【摘 要】综合近年来“釉基质蛋白（enamel matrix protein，EMPS）在牙周组织再生中的作用”的相关文献，得出结论：釉基质蛋白对牙周韧带细胞（periodontal ligament cell，PDLS）的成纤维细胞表型和成骨表型中的特异性标志物均有加强，即EMPS可促进PDLS向成纤维细胞分化并促进成骨细胞矿化。但EMPS对于成牙骨质表型特异性标志物牙骨质附着蛋白（cementum—derived attaehment protein，CAP）是否有加强作用尚无报道。本文综述近年来对EMPS在牙周组织再生中的作用的研究结果，并提出在此领域中尚存的问题及可行的研究方向。
【关键词】釉基质蛋白；牙周韧带细胞；牙骨质附着蛋白
随着种植技术的发展，人们更期望能在种植体周出现类似于正常人牙周韧带的组织。不同学者在探索种植体周牙周组织的再生时有着不同的研究思路，现就近年出现的有关研究EMPS在牙周组织再生中作用加以综述。
EMPS是细胞基质，具有促进牙周组织的作用，其主要活性部分，即最主要的组成成分为釉原蛋白（amelogenin，Am），约占90%。另外EMPS还包括釉蛋白（enamelin）、釉丛蛋白（tuftlin）等数种蛋白质。猪的釉原蛋白基因序列和人有 96%的同源性[1]。因此，有学者以猪为研究对象，将从其牙胚中提取的EMPS纯化，可获得釉基质衍生物（enamel matrix derivative，EMD）。瑞典已经将釉基质衍生物进行了商品化生产，商品名为Emdogain。现已被广泛应用于口腔科的研究治疗。
牙周韧带细胞（periodontal ligament cell，PDLC）具有向多种细胞分化的潜能，因此在牙周组织中可作为组织再生的功能性细胞。在不同条件下，PDLC能够向成骨细胞、成牙骨质细胞以及成纤维细胞方向分化。
此外，近年来陆续有研究[1]表明，牙骨质中至少含有牙骨质附着蛋白（cementum-derived attachment protein，CAP）和牙骨质来源生长因子（cementum-derived growth factor．CGF）两种特异性蛋白，它们存在于牙骨质基质中。牙周韧带细胞生长、黏附和移行以及调节成牙骨质细胞分化等均依赖于此两种蛋白的作用。CAP是从人和牛牙骨质中分离的一种55KD分子量的胶原蛋白，仅可在牙骨质基质中提取[2]。Saito[3]等通过实验从牛牙骨质中提取CAP并制备其单克隆抗体，将其命名为3G9。同时，此课题组通过该抗体发现在人类牙胚组织中，CAP仅在牙骨质及成牙骨质细胞中表达。
1.EMPS对PDLC的作用
1．1 EMPS可促进PDLC增殖、分化
Lyngstadaas[4]等体外培养上皮细胞时，于培养液中加入一定浓度EMD，细胞的附着率与对照组相比无统计学差异，细胞的增殖被抑制；同法得出EMD可提高人PDLC的附着率、生长率及新陈代谢率的结果。该研究提示，EMD能促进间充质细胞生长而抑制上皮细胞生长。
Miron[5]等人研究了 EMD对MC3T3-E1前成骨细胞、小鼠颅骨成骨、人牙周韧带细胞、大鼠成骨ROS细胞、人成骨肉瘤MG-63细胞与人颌骨成骨细胞，检测了COL1、ALP与骨钙蛋白OC的mRNA表达，EMD对六种细胞都有促进增值的作用，EMD可主要在在这六种细胞的分化早期而不是成骨细胞的成熟期上调COL1、ALP与骨钙蛋白OC的基因表达，这也就解释了为什么EMD更有助于牙周组织的再生而不是成骨细胞成骨。
1．2 EMPS可促进PDLC成纤维表型向成骨和成牙骨质方向分化
牙周膜成纤维细胞是牙周组织内的主要细胞成份，有学者成功通过克隆化培养及磁珠筛选等方法由牙周膜细胞中分离出间充质干细胞成份，这进一步证实了牙周膜成纤维细胞是牙周再生的细胞基础。
刘兰宁[6]等实验发现，人牙周膜成纤维细胞形态在EMPS作用后可发生变化，牙周膜成纤维细胞在EMPS作用下，可于第3，7天后部分细胞检测到牙骨质附着蛋白（CAP）抗体免疫组化染色弱阳性到阳性。此结果证实EMPS可能通过增强牙周膜成纤维细胞中CAP抗体的表达，从而起到促进其向成牙骨质样细胞方向分化，形成生理性的牙周再生的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时也证实釉基质蛋白可以促进牙周膜成纤维细胞分泌非胶原蛋白，如骨涎蛋白、骨桥蛋白、骨粘连蛋白等，从而提高其矿化及形成牙周硬组织的能力。
1．3 EMPS可促进PDLC成骨表型向成骨方向分化
目前，众多学者应用多种矿化相关蛋白，如碱性磷酸酶ALP、骨桥蛋白（OPN）、骨钙素（osteocalcin，OCN）、骨涎蛋白（BSP）等，作为分化标志，研究PDLC成骨细胞表型的过程。
ALP是促进骨间质矿化的重要活性物质，对矿物质化机制的正常进行有积极作用。目前认为ALP活性高低是反映成骨细胞成熟状态的一个重要标志。OPN是一种分泌型糖基化磷蛋白，被视为成骨细胞分化的早期标志，在骨细胞分化的早期即开始表达，并且之后可于矿化启动后大量合成，作为调节羟磷灰石晶体的生长的重要物质。OCN可由成牙骨质细胞，成牙本质细胞或成骨细胞产生，在许多实验中作为成骨样细胞矿化的标记蛋白，是唯一由骨形成细胞分泌的一种特异非胶原蛋白，对钙和羟基磷灰石有很强的结合力，与骨的矿化过程密切相关。因此我们可将OCN水平的升高作为骨代谢细胞分化成熟的标志。
Wu SM[7]等提取并培养牙龈间充质干细胞，用釉基质衍生物EMD处理细胞，ALP的mRNA表达在处理三小时后开始增加，成釉蛋白的mRNA表达在处理六小时后开始增加，同样骨钙蛋白与骨转录-核心结合因子cbfalpha-1的表达也增加了。证实釉基质衍生物EMD不仅促进了牙龈间充质干细胞的增殖，并且催进它们向成骨分化。
Miron 等将成骨细胞于钛种植体表面培养，实验组在种植体表面涂布EMD。结果显示：EMD 在成骨细胞在种植体表面的增殖和延伸的过程中起促进作用。同时发现骨涎蛋白和骨钙素的mRNA表达是对照组的 6 倍。
1．4 EMPS对PDLC成牙骨表型的作用
牙骨质是一种位于牙根表面的特异性矿化组织，作为形成牙骨质的功能细胞，成牙骨质细胞具备骨质形成细胞的基本细胞特征和功能。牙骨质的细胞外基质成分具有许多与骨基质相似的特征，已证实EMPS对其均有加强表达的作用。
Darwish等人构建了狗的年轻恒牙活髓切断术模型，分别用EMD与氢氧化钙进行盖髓。用EMD盖髓的一组的年轻恒牙根尖发育成熟并且被新生牙骨质包被，并且根尖与牙骨质之间有排列规律的牙周韧带形成。
2．研究热点
因此，如何增强纯钛表面牙周韧带细胞向成牙骨质细胞表型的转化尚需进一步研究，EMPS可否增强成牙骨质细胞CAP的表达，如何加强牙周韧带PDLS排除成纤维细胞表型、成骨表型干扰，定向地向成牙骨质细胞分化将成为今后的研究热点。此外，Hakki等通过鼠牙囊细胞的体外培养，证实EMPS可使牙囊细胞形态发生改变，向成牙骨质细胞方向分化。因此，可否将牙囊细胞作为成牙骨质细胞的来源细胞，应用于牙周组织再生中来，EMPS能否加强牙囊细胞向成牙骨质细胞分化可成为研究方向。
对于EMPS在牙周组织再生作用的研究已取得了较大成就，但在临床中实现种植体周牙周韧带的再生，还需广泛、深入地研究。
参考文献：
[1]Brookes SJ，Ｒobinson C，Kirkham J，et al． Biochemistry and molecular biology of amelogenin proteins of developing dental enamel［J］． Arch Oral Biol，1995，40（1）：1 －14．
[2]Wu D，Ikezawa K，Parker T，et al.Characterization of a collagenous cementum-derived attachment protein[J].Bone Miner Res.1996，11：686-692
[3]Saito M，lwase M，Maslan S，et zl.Expression of cementum-derived attachment protein in bovine tooth germ during cementogenesis[J].Bone，2001，29（3）：242-7
[4]Lyngstadaas SP，Lundberg E，Ekdahl H，et al.Autocrine growth factors in human periodontal ligament cells cultured on enamel matrix derivative.[J].J Clin Periodontol，200l，28（2）：181-8
[5]Miron RJ，Caluseru OM，Guillemette V，Zhang Y，Gemperli AC，Chandad F，Sculean A.Influence of enamel matrix derivative on cells at different maturation stages of differentiation。PLoS One.2013 Aug 12；8（8）
[6]刘兰宁，刘宏伟，金岩，等.釉基质蛋白对牙周膜成纤维细胞合成蛋白的影响[J]，中国临床康复，2005，9（30）：104-6
[7]Wu SM，Chiu HC，Chin YT，Lin HY，Chiang CY，Tu HP，Fu MM，Fu E.Effects of enamel matrix derivative on the proliferation and osteogenic differentiation of human gingival mesenchymal stem cells.Stem Cell Res Ther.2014 Apr 16；5（2）：52.
论文作者:宋莉, 叶伟雄,李科颖
论文发表刊物:《航空军医》2015年12期
论文发表时间:2015/12/28
标签：细胞论文; 骨质论文; 蛋白论文; 基质论文; 表型论文; 韧带论文; 组织论文; 《航空军医》2015年12期论文;