摘要龋病是一种非常独特的硬组织疾病,因为牙釉质没有细胞和血管,与其它组织相比,不能通过细胞机制而自我修复,必须通过一个物理化学过程(再矿化)才能修复。研究证实,细胞外基质蛋白控制着牙釉质晶体的发生、成长和机化。Amelogenin就是其中重要的牙釉质基质蛋白之一。我们前期研究证实重组Amelogenin多肽(由N端和C端构成)具有促进早期釉质龋再矿化的作用。但研究发现,发育期牙釉质基质中全长Amelogenin含量不足10%,其余大多为酶解片段。故我们推测含有Amelogenin唯一磷酸基团(位于S-16丝氨酸)的TRAP片段可能在Amelogenin调节早期釉质龋再矿化过程中有着重要作用。<br> 目的<br> 1.在前期研究的基础上初步研究重组Amelogenin多肽TRAP促进早期釉质龋再矿化的作用,以明确Amelogenin促进釉质龋损再矿化的功能片段,为研发一种安全、有效、非氟的再矿化防龋制剂提供实验依据。<br> 2.测定Ca2+与重组Amelogenin多肽TRAP的结合性能,初步探讨重组Amelogenin多肽TRAP促进早期釉质龋再矿化的机制,为多肽TRAP促进釉质龋再矿化作用提供理论基础。<br> 方法<br> 1. 选择表面无裂纹、无龋洞、无白垩色病变、无釉质发育异常的牛切牙,制备成3 mm × 3 mm × 2 mm大小的釉质块,唇面釉质磨平、抛光,去除表层污染。然后制备成人工釉质龋样品。将48个釉质龋样品随机分配到4组(12个/组)溶液中再矿化12天:A组,再矿化溶液(空白对照);B组,100μg/mL重组Amelogenin多肽(由Amelogenin N端和C端构成)+再矿化溶液;C组,100 μg/mL重组Amelogenin多肽TRAP +再矿化溶液;D组,2 ppm NaF +再矿化溶液(阳性对照)。再矿化后采用微计算机断层扫描(Microfocus X-ray computed tomography,Micro-CT)测量样品再矿化前、后的矿物质丢失量和龋损深度,比较各组再矿化后矿物质获得量和龋损深度变化。使用扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)观察样品处理前后的纵断面形态结构变化。利用X射线微衍射仪(X-ray microdiffractometer,XRD)检测样品再矿化后生成物晶体物相。<br> 2. 运用等温滴定量热仪(Isothermal titration calorimeter,ITC),在 T=37℃、pH=7条件下,将12.5 mmol/L的CaCl2溶液以350 r/min的速率逐次滴入到0.42 mmol/L的重组Amelogenin多肽TRAP溶液中,并同时与空白对照滴定热量进行对比。利用仪器自带软件作图分析并测量重组Amelogenin多肽TRAP和Ca2+之间的解离常数(Kd)、结合常数(Ka)、反应焓(ΔH)和反应熵(ΔS)。<br> 结果<br> 1. Micro-CT结果示,四组样品再矿化后,A组的矿物质获得量和龋损深度变化均最小(P<0.05);D组的矿物质获得量和龋损深度变化均最大(P<0.05);C组和B组的矿物质获得量和龋损深度变化均大于A组矿物质获得量和龋损深度变化(P<0.05),但均小于D组矿物质获得量和龋损深度变化(P<0.05);C组和B组之间比较矿物质获得量和龋损深度变化,差异均不具有统计学意义(P>0.05)。SEM结果显示,样品脱矿后釉柱结构溶解,釉柱之间间隙增大。再矿化后,四组样品的釉柱和釉柱间质均见不同程度新形成的矿化物沉积。与A组相比,B、C和D组再矿化后的釉柱结构较为规则、明显。XRD结果示,四组釉质龋样品再矿化后生成的物质是羟基磷灰石晶体。与A组相比,B、C和D组生成的羟基磷灰石晶体结晶度增加。C与B两组比较,生成的羟基磷灰石晶体结晶度相近。<br> 2.重组Amelogenin多肽TRAP与Ca2+的解离常数、结合常数、反应焓和反应熵等参数值均有两种,因此两者之间存在两种结合方式。第一种结合方式参数值:Kd1=1.000 ×10-1M,Ka1=10M-1,ΔH1=106.4KJ/mol,ΔS1=3.760 × 102 J/mol·K。第二种结合方式参数值:Kd2=1.803 × 10-6M,Ka2=5.548 × 105M-1,ΔH2=-106.6 KJ/mol,ΔS2=-2.474 × 102 J/mol·K。<br> 结论<br> 1.重组Amelogenin多肽TRAP具有促进早期釉质龋再矿化的作用,其再矿化作用与我们前期研究的重组Amelogenin多肽(由Amelogenin N端和C端构成)促进釉质龋再矿化作用相同,说明其可能是Amelogenin促进釉质龋损再矿化过程中的重要功能片段。<br> 2.重组Amelogenin多肽TRAP具有与钙离子结合的能力,为探明其促进早期釉质龋再矿化作用机制提供了依据。
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