釉基质蛋白及其在牙周组织工程中的运用

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1、釉基质蛋白及其在牙周组织工程中的运用　　摘要：釉基质蛋白（Enamelmatrixproteins，EMP）是牙胚发育过程中由上皮根鞘分泌的一组蛋白质，具有促进牙周组织再生、生物矿化和骨诱导等生物特性。本文主要将釉基质蛋白对牙周组织工程中的种子细胞的不同作用及其应用前景做一综述。　　关键词：釉基质蛋白；牙周组织工程；细胞因子　　牙周治疗的目的是控制炎症、停止疾病的进展，最终达到牙周组织重建等生理功能。但现有的治疗方法获得的牙周组织再生非常有限，组织工程技术的出现为实现牙周组织的完全再生提供了新的思路和方法。牙周组织工程的一个重要组成部分就是利用生长因子促进种子细胞增

2、殖分化，而釉基质蛋白具有具有促进牙周组织再生、生物矿化和骨诱导等生物特性，成为牙周组织工程研究的热点。而牙周膜细胞是牙周组织工程中最常用的种子细胞。本文主要对釉基质蛋白及其对牙周膜细胞的不同作用进行综述，并对其在牙周组织工程中的应用前景进行展望。　　1牙周膜细胞　　牙周膜细胞是一个异质性细胞群，包括成骨细胞、成牙骨质细胞、成纤维细胞及这些细胞的前体细胞。它能在牙周环境中进行迁移、增殖并分化形成具有牙周结构的组织，在牙周组织再生中发挥着积其重要的作用。　　2釉基质蛋白　　釉基质蛋白由釉质发育过程中的成釉器分泌，主要调节釉质的矿化和成熟。EMP不是某一特定的蛋白，而是一

3、种"蛋白混合"，包括：釉原蛋白（Amelogenins，Am）、釉丛蛋白（Tuftelin）、釉蛋白（Enamelin）、多种硫酸化的蛋白（SulfatedProteins）以及一些釉质蛋白酶等。其中Am为主要成分，约占90%，是EMP中促进牙周再生的主要活性部分。将从猪牙胚中提取的釉基质蛋白纯化，冻干保存，即可获得釉基质衍生物（EMD）；瑞典的"Emdogain？"是商品化的釉基质衍生物与其相应载体的结合物（美国FDA已批准上市）。EMP、EMD、Emdogain的主要成分相同，生理功能相似。　　3釉基质蛋白对牙周膜细胞的作用　　3.1釉基质蛋白对牙周膜细胞粘附作

4、用的影响牙周膜细胞能否在支架材料上附着、增殖是牙周组织工程的前提。近来有研究表明，EMD能促进牙周膜细胞在牙周炎患牙牙本质根片及牙骨质根面上的附着和增殖[1]。Kasaj与Li等[2]也证实，EMD能有效增强人牙周膜细胞的黏附能力。林智恺[3]等的研究发现EMP浓度为200μg/mL时能明显促进牙周膜成纤维细胞的的早期黏附，但原理尚不完全清楚。有研究发现EMP能促进牙周膜细胞合成某种基质，这些基质构成了促进牙周膜细胞趋化的环境，从而有利于牙周膜细胞的附着和增殖。　　3.2釉基质蛋白对牙周膜细胞增殖、分化的影响牙周膜细胞群是一类具有各种不同功能和分化潜能的细胞，其增殖

5、与分化能力的大小对牙周组织再生起重要作用，是牙周组织再生的细胞学基础。有关EMP诱导牙周膜细胞增殖、分化的研究已大量开展。Hoang[4]运用牙周膜细胞体外损伤模型，研究证实EMD可促进损伤区周围牙周膜细胞向着损伤区快速生长，说明其可促进牙周组织细胞的增殖和分化。赵华等[5]经研究发现25、50、100mg/L浓度的EMD可促进人牙周膜细胞的增殖及向成骨细胞分化的能力。近来也有研究通过扫描电镜、免疫组织化学等检测手段证实了在EMP作用下，人牙周膜细胞不仅在形态上发生分化，表现出类成牙骨质样细胞的特征，而且具有成牙骨质细胞功能，相应功能蛋白骨涎蛋白和胶原蛋白经诱导后表

6、达明显增强，并通过大量合成骨涎蛋白参与矿化过程[6]。　　3.3釉基质蛋白对牙周膜细胞矿化作用的影响骨涎蛋白、骨桥蛋白、骨粘连蛋白为非胶原蛋白基质成分，是重要的矿化相关蛋白。骨和牙槽骨等硬组织依靠非胶原基质蛋白和胶原性支架将钙和磷酸根离子网络起来，形成矿化结构，它们与骨的代谢与改建有密切关系。碱性磷酸酶是成骨细胞矿化过程中主要的功能活性酶，是研究具有矿化能力细胞的生物学活性的一个重要指标。黄晓山等[7]经研究证实，100mg/L的EMP对牙周膜成纤维细胞具有上调骨涎蛋白、骨桥蛋白、骨粘连素的作用，随时间延长这种促进作用愈明显；EMP作用于牙周膜成纤维细胞3d即表达牙

7、骨质附着蛋白；同时，EMP也可促进牙周膜成纤维细胞碱性磷酸酶活性的增强。张凤秋等[8]的研究也表明，EMD能促进牙周膜细胞增殖、细胞蛋白合成及矿化相关蛋白的表达，参与牙周组织再生。EMP主要是通过促进牙周膜细胞分泌这些非胶原基质蛋白，从而提高其矿化及形成牙周硬组织的能力。　　4釉基质蛋白在牙周组织再生中的研究　　釉基质蛋白主要通过诱导牙周膜细胞内多个亚群细胞定向迁移、分化来实现牙周组织再生。AlHezaimi等[9]利用动物实验模型经研究证实EMP可以促进牙周骨缺损区形成新的牙周支持组织。席兰兰等[10]的研究表明，EMP诱导重建的牙周组织可以像正常牙周组织一样