王曉菲
顳 頜 關 節(jié) 病 (temporomandibular disorders,TMD)是人群中的一種常見病和多發(fā)病。對其發(fā)病機制迄今尚無統(tǒng)一認識。近年來,有關顳頜關節(jié)病的機理和治療一直困擾著國內外學者,尤其是精神應激方面,國內外鮮有報道。為了進一步探討精神影響與TMD的關系,筆者通過動物模型,應用組織形態(tài)學方法,觀察心理刺激不同時期對相關炎性因子TNF-α的表達,以探討精神心理因素在顳下頜關節(jié)病發(fā)病機制中的作用。
1.1 材料 SD大鼠,一級,75只,體重(150±10)g,雄性,由山東大學動物中心提供。
1.2 儀器與設備 隨機應激儀,自制,裝置分為兩部分即刺激儀和刺激籠。刺激儀在結構上由隨機發(fā)生器和輸出電路組成。隨機發(fā)生器由2個震蕩器形成隨機組合的脈沖,經(jīng)延時后控制連續(xù)波發(fā)生器,后者產(chǎn)生4 Hz的連續(xù)頻率,它的持續(xù)時間即刺激時間可在2、5、10 s內選擇,隨機形成的連續(xù)波經(jīng)輸出電路輸出,輸出脈沖的空載幅度為150 V。
1.3 實驗動物分組和方法 將75只大鼠分為空白對照組、電擊組(foot-shocked,F(xiàn)S)、應激組(emotional stress,ES)、藥物對照組(anti-anxiety-drug,AAD)、生理鹽水組(saline injection,SI),15只/組。 以上各組又隨機分為10、20、30 d三個亞組,5只/組。
1.4 建立模型 模型建立時參考文獻[1,2]的建模方法。電擊組:每天固定時間給予足部電擊30min,1次/d,電壓80 V,應激頻率4 Hz,以維持受刺激動物驚恐、緊張和憤怒的應激狀態(tài)。應激組:電擊組受電擊后排便,豎毛,尖叫等反應影響該組大鼠。藥物對照組:實驗前30 min給抗焦慮抑郁注射液1 mg/kg體重,與心理對照組同時進行。生理鹽水組:實驗前30 min給予同藥物組劑量的鹽水注射??瞻讓φ战M:不給予以上應激影響。
各組大鼠的體重、性別通過均衡檢驗,證實無統(tǒng)計學差異。各組大鼠均為普通固體飼料,自由飲水,同等飼養(yǎng)。實驗開始前1周,將大鼠放入交流箱中適應1周,不給予應激。應激時間設置為10 d組、20 d組和30 d組。其中電擊組大鼠僅作為應激源,不參與實驗測試。藥物對照組、生理鹽水組與應激組大鼠一樣,同期、同樣的條件下開始實驗,但這兩組大鼠在實驗前30 min分別皮下注射抗焦慮抑郁藥和生理鹽水。每天上午的固定時間給予應激,以嚴格對照,保證研究結論的可靠性。
1.5 軟骨細胞的分離 直視下切取髁突軟骨層,放入盛有無鈣平衡鹽液(D-Hanks液)的平皿中,眼科剪盡量剪碎,移入離心管內10倍量胰蛋白酶37℃振蕩,消化30 min,0.2%膠原酶Ⅱ37℃振蕩下消化2 h,10 ml混合培養(yǎng)基(含20%胎牛血清,青霉素100 U/ml,鏈霉素100 U/ml,抗壞血酸50 U/ml)培養(yǎng)于37℃ 5%CO2培養(yǎng)箱內,48 h后首次換液,以后隔天換液。透明軟骨細胞長成單層后,進行傳代,棄去培養(yǎng)液,磷酸鹽緩沖液(PBS)沖洗2遍,0.5%胰蛋白酶約10 ml消化5 min,DMEM混合培養(yǎng)基反復吹打成單細胞懸液,消化傳代至平底24孔培養(yǎng)板,每孔種植細胞數(shù)約5×10 G個。
1.6 大鼠髁突軟骨細胞培養(yǎng)物上清TNF-α含量測定 嚴格按Promage公司試劑盒使用說明書操作,以ELISA法定量測定。
1.7 總RNA提取 PBS0.01%mol/L,沖洗離心后加Catrimox-14AM 等量簡單地粉碎細胞,Gene Quaant-proRNA/DNA定量RNA最后溶于RNA緩沖液中,吸取5 μlRNA樣品在20 μl反應體系中進行反轉錄反應。反應條件為37℃水浴5 min,37℃水浴60 min及70 min加熱10 min;PCR反應體系為50 μl,擴增條件為:變性94℃ 30 s,復性50℃40 s延伸72℃ 40 s,35個循環(huán),凝膠成像分析系統(tǒng)觀察攝片。
1.8 髁突軟骨細胞分離純化 按常規(guī)方法以髁突軟骨細胞分離液分離靜脈血髁突軟骨細胞PBMC[3],采用異硫氰酸胍一步法,嚴格按Promage公司試劑盒使用說明書操作。
1.9 cDNA合成 0.5%焦碳酸二乙酯(DEPC)水處理過的微量離心管中。
1.10 RT-PCR參數(shù) TNF-α循環(huán)參數(shù):94℃預變性3 min;變性94℃ 1 min,退火58℃ 115 min,延伸72℃ 2 min,30個循環(huán);最后延伸2 min。
引物設計如下:TNF-α 上游 (5’-3’):AGG CGC TCC CCA AAA AGA TG;下游(5’-3’):TGG CGG AGA GGA GGC TGA CT。 β-actin上游(5’-3’):CTA TCG GCA ATG AGC GGT TC;下游(5’-3’):CTT AGG AGT TGG GGG TGG CT。
2.1 PCR結果 TNF-αmRNA在應激后第10天表達最強,以后逐漸達到正常水平(圖1);實驗第10天應激組和生理鹽水組的各種細胞因子mRNA升高最顯著,藥物對照組較以上兩組有所下降并接近對照組。藥物對照組和生理鹽水組變化不大,但與對照組相比明顯增高(圖2)。
圖1 生理鹽水注射組不同時期各種細胞因子mRNA水平變化情況
圖2 實驗第10天應激組和生理鹽水組的各種細胞因子mRNA變化
2.2 EISA檢測結果 藥物對照組恢復至第10天血清中TNF-alpha的OD值經(jīng)t檢驗與對照組無統(tǒng)計學差異,故可認為藥物對照組恢復至第10天可達到正常水平(圖3)。
圖3 藥物對照組恢復至第10天血清中TNF-α水平
近年來研究發(fā)現(xiàn),社會心理因素與TMD的發(fā)生、發(fā)展及治療效果有著密切關系。甚至有學者認為TMD是一種心身疾病。List等[3]在研究成人TMD患者時發(fā)現(xiàn),一些心理因素如高水平應激、軀體不適、情緒障礙等扮演著更為重要的作用。Kafas等[4]通過問卷調查、以及曲面斷層X線檢查等手段進行評價分析,結果顯示TMD與患者的心理狀態(tài)關系密切?;谏鐣睦硪蛩嘏cTMD的關系,許多學者在治療方面作了一些有益的探索。Turner等[5]應用行為認知法治療TMD,結果表明在緩解疼痛及TMJ運動受限方面效果顯著,在隨后的長期隨訪中證明該方法療效可靠。此外,催眠療法、生物反饋療法等地運用也顯示了較好的效果[6]。
目前,TMD的確切病因和發(fā)病機理尚不明了,有研究發(fā)現(xiàn)顳下頜關節(jié)紊亂癥患者的關節(jié)局部組織產(chǎn)生大量細胞因子TNF-α等,然而這些細胞因子對關節(jié)軟骨細胞增殖、代謝和凋亡的作用機理和影響途徑迄今尚無定論[7]。TNF-α由單核吞噬細胞和其它類型細胞產(chǎn)生并作用于這些細胞來調節(jié)粘附分子、免疫球蛋Fc受體、一氧化氮合成和金屬蛋白酶產(chǎn)生及其它細胞因子分泌,同時促進結締組織和內皮細胞激活。其主要功能是致炎作用,并能直接或間接地介導骨組織吸收。已經(jīng)有證據(jù)表明TNF-α在軟骨細胞的降解-退變過程中起到最重要的分解作用。本文結果說明1周時,應激組,生理鹽水組大鼠的TMJ髁突軟骨有嚴重的炎性反應,而隨著時間增加,炎性反應會漸漸減輕,這可能因為應激采取了單一的應激模式,大鼠漸漸適應了這種應激方式的原因。而應激前給適當?shù)牡匚縻愃幬锟梢詼p輕應激對TMJ的影響。
細胞因子是低分子量蛋白質,是炎癥和免疫過程起始因子和效應器,其中TNF-β起重要作用。T細胞經(jīng)抗原刺激后表達IL-1受體,在IL-1作用下被活化,從而分泌IL-2、IFN、GM-CSF、IL-4等細胞因子,增加T細胞表面MHC2類抗原的表達,誘導細胞毒性T淋巴細胞的分化,誘導單核/巨噬細胞產(chǎn)生TNF,并通過單核細胞和巨噬細胞產(chǎn)生IL-8介導對中性粒細胞的趨化作用,加速血纖維蛋白原、C反應蛋白等的合成[8]。TNF-活化單核/巨噬細胞,提高其殺傷活性,釋放超氧、促進NO、IL-2等細胞因子的產(chǎn)生,促進中性粒細胞、淋巴細胞和單核細胞粘附到內皮細胞上,從而參與炎癥反應[9]。筆者在實驗中發(fā)現(xiàn)應激后各組大鼠軟骨細胞TNF-α有變化,表明應激過程中TNF-α參與了炎癥和免疫過程,當應激超過一定強度時,就會發(fā)生炎癥反應。
[1]Rosales VP,Ikeda K,Hizaki K,et al.Emotional stress and bruxlike activity of the masseter muscle in rats[J].Eur J Orthod,2002,24(1):107-117.
[2]Funada M,Hara C.Differential effects of psychological stress on activation of the 5-hydroxytryptamine and dopamine-containing neurons in the brain of freely moving rats[J].Brain Res,2001,901(1-2):247-251.
[3]List T,Wahlund K,Larsson B.Psychosocial functioning and dental factors in adolescents with temporomandibular disorders:a casecontrol study[J].J Orofac Pain,2001,15(3):218-227.
[4]Kafas P,Leeson R.Assessment of pain in temporomandibular disorders:the bio-psychosocial complexity[J].Int J Oral Maxillofac Surg,2006,35(2):145-149.
[5]Turner JA,Mancl L,Aaron LA.Brief cognitive-behavioral therapy for temporomandibular disorder pain:effects on daily electronic outcome and process measures[J].Pain,2005,117(3):3773-87.
[6]FuK Y,Ma XC,Zhang ZK,et al.Tumor necrosis factor in synovial fluid in patientswith temporomandibular disorders[J].J Oral Maxillofac Surg,1995,35(3):424-425.
[7]Gardea MA,Gatchel RJ,Mishra KD.Long-term efficacy of biobehavioral treatment of temporomandibular disorders[J].J Behav Med,2001,24(4):341-359.
[8]Dalekos GN,Elisaf M,Bairaktarl E,et al.Increased serum levels of Interleukin-1 in the systemic circulation of patients with essential hypertensive patients[J].J Lab Clin Med,1997,129(3):300-305.
[9]Futrakul N,Buthep P,Patumarys,et al.Enhanced tumor necrosis factor in the serum and renal hyperfusion in nephrosis associated with focal segment glomerlo-sclerosis[J].Ren Fail,2002,22(3):213-215.