阿托伐他汀诱导的破骨细胞抑制减少正畸复发

Atorvastatin-induced osteoclast inhibition reduces orthodontic relapse

作者信息Gabriel Schmidt Dolci, Luis Valmor Portela, Diogo Onofre de Souza, Anna Christina Medeiros Fossati
PMID28257738
发布时间2017-03
DOI10.1016/j.ajodo.2016.08.026

实验完整度

高

包含体内动物模型、组织学分析、免疫组化、骨形态计量等多种实验层级,并进行功能验证和机制探讨。

主要模型

Wistar大鼠正畸牙移动模型 大鼠上颌骨组织 大鼠股骨组织

重点核对

Wistar大鼠,6周龄,雄性,体重约330-340g ATV给药剂量:15mg/kg,每日灌胃,持续7、14或21天 正畸装置:镍钛闭合螺旋弹簧,施力50cN,置于右侧上颌第一磨牙与切牙之间 复发评估时间点:去除装置后第7、14、21天 统计方法:线性混合模型、单因素方差分析、Pearson相关分析

摘要

Introduction: The statin class of drugs enhances osteogenesis and suppresses bone resorption, which could be a plausible biologic mechanism for mitigation of orthodontic relapse. We aimed to determine whether atorvastatin (ATV) might affect orthodontic relapse and osteoclastogenesis by modulating expression of RANKL and osteoprotegerin (OPG), crucial molecules involved in bone turnover. Furthermore, we analyzed the adverse effects of ATV on femur turnover and endochondral ossification. Methods: Wistar rats were subjected to orthodontic tooth movement for 21 days, followed by removal of the appliance and ATV or saline solution administration. Up to 7, 14, and 21 days of ATV administration, tooth relapse was measured, and maxilla and femur sections were obtained and prepared for hematoxylin and eosin, TRAP, and immunohistochemical (RANKL and OPG) staining. Results: ATV decreased tooth relapse (P = 0.03) and osteoclast counts (P = 0.04), which were positively correlated (P = 0.006). Statin administration increased periodontal expression of OPG (P = 0.008), but not of RANKL protein. ATV administration also enhanced growth plate cartilage thickness. Conclusions: Statin-induced OPG overexpression reduces relapse after orthodontic tooth movement, in a phenomenon correlated with decreased osteoclast counts. This phenomenon sheds light on OPG as a molecular target that modulates maxillary bone metabolism and orthodontic relapse.

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
研究旨在探讨阿托伐他汀(ATV)是否通过调节RANKL和OPG表达来减少正畸复发和破骨细胞生成,并评估其对长骨转换和软骨内成骨的不良影响。
核心机制
ATV通过上调牙周组织中OPG的表达,抑制破骨细胞生成,进而减少正畸复发。
主要证据
在大鼠正畸牙移动模型中,ATV给药降低了复发率和破骨细胞数量,增加了牙周组织中OPG的表达,且破骨细胞数量与复发率呈正相关。
研究意义
研究提示破骨细胞生成是正畸复发的潜在中介,OPG可作为调节上颌骨代谢和正畸复发的分子靶点,但他汀类药物对儿童软骨内成骨的潜在影响需谨慎考虑。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立大鼠正畸牙移动模型

建立稳定的正畸牙移动和复发模型,以便观察药物干预效果。

36只雄性Wistar大鼠(6周龄,330-340g)在麻醉下,于右侧上颌第一磨牙与切牙之间放置超弹性镍钛闭合螺旋弹簧(力50cN),持续21天,造成上颌第一磨牙近中移动;左侧上颌磨牙作为内部对照,不进行正畸牙移动。

2

药物分组与给药

比较ATV与生理盐水对大鼠正畸复发及相关指标的影响。

在正畸牙移动20天后,将大鼠随机分为对照组(生理盐水,n=18)和实验组(ATV,n=18)。ATV以15mg/kg的剂量每日灌胃,对照组给予0.1mL磷酸盐缓冲液,持续7、14或21天。正畸装置在21天后移除,开始复发阶段。

3

临床评估正畸复发

量化正畸复发程度,比较不同处理组的差异。

在去除装置后第7、14、21天,通过硅橡胶印模获得上颌石膏模型,拍摄咬合面照片,使用ImageJ测量第一磨牙远中面与第二磨牙近中面的距离,计算复发百分比。

4

组织学与骨形态计量分析

评估牙周组织和股骨的组织学变化,包括破骨细胞数量和骨体积。

在既定时间点处死动物,分离上颌骨和股骨,固定、脱钙、包埋,切片进行苏木精-伊红(HE)染色、TRAP染色和免疫组化染色(RANKL、OPG)。用显微镜和NIS Elements软件进行组织形态计量学分析,包括破骨细胞计数和骨体积分数(BV/TV)。

5

免疫组化分析RANKL和OPG表达

检测ATV对牙周组织中RANKL和OPG蛋白表达的影响。

免疫组化染色后,使用ImageJ颜色去卷积方法分离DAB阳性染色,量化RANKL和OPG的表达面积。

6

股骨骨转换和软骨内成骨评估

评估ATV对长骨骨转换和软骨内成骨的潜在不良影响。

对股骨标本进行破骨细胞计数、BV/TV测量,并测量生长板软骨厚度和肥大区厚度。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
超弹性镍钛闭合螺旋弹簧----
硅橡胶印模材料Perfil; Vigodent--
牙科石膏Durone; Dentsply--
数码相机SonyH10
ImageJ软件----
10%缓冲福尔马林----
EDTA----
萘酚AS-MX磷酸盐Sigma-Aldrich--
固红紫LB盐Sigma-Aldrich--
Eclipse显微镜Nikon90i
Coolsnap EZ相机Photometrics--
NIS Elements成像软件Nikon3.10
硅烷化载玻片Dako--
过氧化氢----
胰蛋白酶----
RANKL抗体Biossbs-0747R
OPG抗体Abcamab73400
EnVision+双连接系统-HRPDakoK4063
哈里斯苏木素Sigma-Aldrich--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
动物品系、性别、年龄、体重;麻醉药剂量;弹簧力值、放置位置;牙移动时间
阅读提示:详见“Material and methods”中的“Animals”和“Experimental design”部分
药物干预
药物剂量、给药途径、给药频率、给药时间点;对照组处理
阅读提示:详见“Material and methods”中的“Treatment”部分
复发评估
印模材料、石膏类型;测量方法(点选择、距离定义);图像分析软件
阅读提示:详见“Material and methods”中的“Clinical evaluation of relapse”部分
组织学与骨形态计量
组织固定、脱钙、包埋、切片条件;染色方法(HE、TRAP、免疫组化);分析区域定义;破骨细胞计数标准;BV/TV测量方法
阅读提示:详见“Material and methods”中的“Histologic processing”、“TRAP staining”、“Histomorphometric analyses”部分
分子表达检测
抗体种类、稀释度;抗原修复方法;DAB显色;图像分析(颜色去卷积)
阅读提示:详见“Material and methods”中的“Immunohistochemical staining”部分