牙周骨組織生物學(xué)分析解析PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1牙周骨組織生物學(xué)分析解析牙周骨組織生物學(xué)分析解析“我知道自己幾乎一無所知，對這一點也幾乎不知道?！?蘇格拉底 第1頁/共99頁牙周組織有再生的可能嗎？第2頁/共99頁為什么受壓側(cè)骨吸收，牽引側(cè)骨形成？第3頁/共99頁骨整合形成的機(jī)理是什么？牙周韌帶樣結(jié)構(gòu)可行嗎？第4頁/共99頁牙周組織(Periodontium) 牙周膜 (Periodontal ligament) 牙齦 (Gingiva) 牙骨質(zhì) (Cement)牙槽骨 (Alveolar bone) 第5頁/共99頁“做學(xué)問要于不疑處有疑，待人要于有疑處不疑?！?胡 適第6頁/共99頁牙槽骨組織的生物學(xué)特點 第一節(jié)第7頁/共99頁

2、一、牙槽骨的組織形態(tài)特點固有牙槽骨密質(zhì)骨松質(zhì)骨（alveolar bone proper）（cortical bone）（sponge bone）第8頁/共99頁固有牙槽骨(篩狀板、硬骨板）第9頁/共99頁束狀骨（bundle bone）第10頁/共99頁束狀骨（bundle bone）第11頁/共99頁束狀骨（bundle bone）第12頁/共99頁密質(zhì)骨松質(zhì)骨第13頁/共99頁牙槽骨第14頁/共99頁牙槽骨第15頁/共99頁牙槽骨第16頁/共99頁二、牙槽骨的生物特征成分無機(jī)成分 70%有機(jī)成分 22%水 8%羥基磷灰石I 型膠原 95蛋白糖原非膠原蛋白第17頁/共99頁形態(tài)密質(zhì)骨松質(zhì)骨

3、胚胎發(fā)育：膜內(nèi)成骨第18頁/共99頁 牙槽骨是高度可塑性組織，也是人體骨骼最活躍的部分。第19頁/共99頁三、牙周其他鈣化組織（牙骨質(zhì)）牙骨質(zhì)（按有無細(xì)胞）無細(xì)胞牙骨質(zhì)有細(xì)胞牙骨質(zhì)（原發(fā)性牙骨質(zhì)）（繼發(fā)性牙骨質(zhì)）第20頁/共99頁牙骨質(zhì)（按纖維來源以及有無細(xì)胞分類）無纖維無細(xì)胞牙骨質(zhì)外源纖維無細(xì)胞牙骨質(zhì)混合纖維細(xì)胞牙骨質(zhì)內(nèi)源纖維細(xì)胞牙骨質(zhì)第21頁/共99頁牙骨質(zhì)的生物學(xué)特征 在生理情況下，牙骨質(zhì)不像骨組織可以不斷地改建和重塑，只有新生，不被吸收，只有在病理情況下才會發(fā)生吸收。第22頁/共99頁四、牙周膜牙周膜 的細(xì)胞 成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和未分化間充質(zhì)細(xì)胞 成牙骨質(zhì)細(xì)胞和破牙骨質(zhì)細(xì)胞 成骨細(xì)胞

4、和破骨細(xì)胞 上皮剩余第23頁/共99頁牙周膜 的功能 支持功能（supportive function） 改建功能（ remodeling function） 感覺功能（ sensory function） 營養(yǎng)功能（ nutritive function） 第24頁/共99頁四、研究骨組織代謝的意義牙周病 顏面骨組織缺損 牙列缺失和缺損 即刻及延期種植口腔正畸顳下頜關(guān)節(jié)以及根尖病變第25頁/共99頁骨改建的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ) 第二節(jié)第26頁/共99頁一、成骨細(xì)胞（osteoblast）骨祖細(xì)胞（osteoprogenitor cell）前成骨細(xì)胞（preosteoblst）成骨細(xì)胞（osteobla

5、st）骨細(xì)胞(ostocyte)骨襯里細(xì)胞(bone-lining cell)（不活躍的成骨細(xì)胞）第27頁/共99頁第28頁/共99頁第29頁/共99頁第30頁/共99頁 活動性成骨細(xì)胞的胞漿嗜堿性，并具有蛋白合成的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，如大量的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和發(fā)達(dá)的高爾基體。非活動性成骨細(xì)胞似成纖維細(xì)胞，扁平狀，類似于內(nèi)皮細(xì)胞。 成骨細(xì)胞合成與分泌的蛋白主要是I型膠原，其他蛋白有：堿性磷酸酶、骨鈣素、骨涎蛋白、骨橋蛋白、蛋白多糖、磷蛋白、激素和骨生長因子等。第31頁/共99頁二、破骨細(xì)胞（osteoclast）第32頁/共99頁破骨細(xì)胞的來源 破骨細(xì)胞來源于造血系統(tǒng)的單核細(xì)胞，與巨噬細(xì)胞有共同的前體，在特定

6、條件下融合成多核細(xì)胞第33頁/共99頁破骨細(xì)胞的功能 吸收骨、牙本質(zhì)和鈣化的軟骨第34頁/共99頁破骨細(xì)胞吸收骨的過程第35頁/共99頁骨表面附著細(xì)胞極性化形成封閉區(qū)形成骨吸收陷窩脫離骨面、轉(zhuǎn)移第36頁/共99頁破骨細(xì)胞的鑒定標(biāo)準(zhǔn) 第37頁/共99頁三、骨細(xì)胞（osteocyte）第38頁/共99頁第39頁/共99頁三、成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞的關(guān)系 成骨細(xì)胞參與破骨細(xì)胞在骨表面附著的調(diào)節(jié) 成骨細(xì)胞合成破骨細(xì)胞骨吸收刺激因子 成骨細(xì)胞參與破骨細(xì)胞分化成熟的調(diào)節(jié) 第40頁/共99頁五、牙周韌帶細(xì)胞（periodontal ligament cell，PDLC）牙周韌帶細(xì)胞具有異質(zhì)性 ( heterog

7、eneous)。第41頁/共99頁成骨細(xì)胞成牙骨細(xì)胞牙周韌帶細(xì)胞第42頁/共99頁第43頁/共99頁“大膽假設(shè)，小心求證?！?胡 適第44頁/共99頁牙周韌帶細(xì)胞具有異質(zhì)性 牙周韌帶細(xì)胞可能含有干細(xì)胞 第45頁/共99頁Figure 1: Isolation of adult human PDLSCsPDL：牙周韌帶；PDLSCs：牙周韌帶干細(xì)胞；DPSCs：牙髓干細(xì)胞；BMSSCs：骨髓基質(zhì)干細(xì)胞：STRO-1：干細(xì)胞表面標(biāo)志；CD146/MUC18：干細(xì)胞表面標(biāo)志；GAPDH：內(nèi)標(biāo)；Scleraxis：腱細(xì)胞的特征轉(zhuǎn)錄子第46頁/共99頁Figure 2: Expression of ce

8、mentoblastic/osteoblastic phenotype by PDLSCs ALP：堿性磷酸酶；MEPE：基質(zhì)細(xì)胞外蛋白；BSP：骨涎蛋白；OSC：骨鈣素；TGFR1： TGF受體；HSP90： assess the amount of protein loaded per sample第47頁/共99頁Figure 3: Figure 3: Adipogenic differentiation of PDLSCsAdipogenic differentiation of PDLSCsOil red O positive lipid clusters ：脂肪細(xì)胞的特征標(biāo)志之一P

9、PAR2 ：脂肪細(xì)胞的標(biāo)志lipoprotein lipase (LPL)：脂肪細(xì)胞的標(biāo)志第48頁/共99頁Figure 4: Figure 4: Generation of cementum-like and PDL-like structures in vivo by PDLSCsGeneration of cementum-like and PDL-like structures in vivo by PDLSCs第49頁/共99頁Figure 5: Figure 5: Generation of collagen fibres by PDLSCs in vivoGeneration o

10、f collagen fibres by PDLSCs in vivo第50頁/共99頁Figure 6: PDLSCs in periodontal tissue repair in immunocompromised ratsFigure 6: PDLSCs in periodontal tissue repair in immunocompromised rats第51頁/共99頁第52頁/共99頁第53頁/共99頁牙周韌帶細(xì)胞具有異質(zhì)性 具有纖維細(xì)胞表型牙周韌帶細(xì)胞第54頁/共99頁第55頁/共99頁OBPDLCBODBALP+Col I+Periostin +_Cbfa1+OCN+_

11、+BSP+_+_第56頁/共99頁P(yáng)DL：牙周韌帶PDL-L2: 成纖維表型的PDLCMC3T3-E1：成骨細(xì)胞系NIH3T3：成纖維細(xì)胞系C3H10T1/2：間充質(zhì)細(xì)胞系第57頁/共99頁第58頁/共99頁第59頁/共99頁第60頁/共99頁第61頁/共99頁影響骨改建的生物學(xué)因素 第三節(jié)第62頁/共99頁一、骨改建影響因素概論全身因素（systemic factors）局部因素（local factors）其他因素第63頁/共99頁全身因素鈣調(diào)節(jié)激素甲狀旁腺素(Parathormone，PTH)1，25-(OH)2維生素D3 ( active vitamin D3 )降鈣素 (Calcit

12、onin， CT)性激素雌激素（Estrogen）睪丸激素（Testosterone）其他生長激素（growth hormone）甲狀腺激素（Thyroid hormone）皮質(zhì)醇激素（Cortisol）第64頁/共99頁局部因素生長因子（Growth factors）白細(xì)胞介素Interleukins (IL)腫瘤壞死因子 （Tumour necrosis factors）干擾素（Interferons）集落刺激因子 （Colony stimulating factors）其他第65頁/共99頁生長因子胰島素樣生長因子 Insulin-like growth factors (IGF-I &

13、 II)轉(zhuǎn)化生長因子-家族 Transforming growth factors (TGFs 1-3) 成纖維細(xì)胞生長因子 Fibroblast growth factors acidic and basic (aFGF & bFGF)血小板衍生的生長因子 Platelet derived growth factor (PDGF)骨形成蛋白 Bone morphogenetic proteins BMPs 1-7第66頁/共99頁白細(xì)胞介素IL-1 IL-3 (Multi CSF)IL-4IL-6IL-8腫瘤壞死因子TNFTNF第67頁/共99頁IFN 干擾素集落刺激因子GM（粒細(xì)胞、巨噬細(xì)

14、胞）-CSFM（巨噬細(xì)胞）-CSF前列腺素Prostaglandins甲狀旁腺激素相關(guān)肽 Parathyroid hormone related peptide （PTH-RP）降鈣素相關(guān)肽 Calcitonin gene related peptide (CGRP) 其他（局部）第68頁/共99頁其他電刺激 Electrical stimulus環(huán)境因素Environmental溫度氧水平酸堿平衡局部應(yīng)力 Local stresses第69頁/共99頁二、第二信使 細(xì)胞信號分子包括：短肽、蛋白質(zhì)、氣體分子（NO、CO）以及氨基酸、核苷酸、脂類和膽固醇衍生物等等。 其共同特點是：特異性，只能與

15、特定的受體結(jié)合；高效性，幾個分子即可發(fā)生明顯的生物學(xué)效應(yīng)，這一特性有賴于細(xì)胞的信號逐級放大系統(tǒng)；可被滅活，完成信息傳遞后可被降解或修飾而失去活性，保證信息傳遞的完整性和細(xì)胞免于疲勞。第70頁/共99頁 脂溶性信號分子，如甾類激素和甲狀腺素，可直接穿膜進(jìn)入靶細(xì)胞，與胞內(nèi)受體結(jié)合形成激素-受體復(fù)合物，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。 水溶性信號分子，如神經(jīng)遞質(zhì)、細(xì)胞因子和水溶性激素，不能穿過靶細(xì)胞膜，只能與膜受體結(jié)合，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換機(jī)制，通過胞內(nèi)信使（如cAMP）或激活膜受體的激酶活性（如受體酪氨酸激酶），引起細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng)。所以這類信號分子又稱為第一信使（primary messenger），而cAMP這樣的胞內(nèi)信號

16、分子被稱為第二信使（secondary messenger）。 目前公認(rèn)的第二信使有cAMP、cGMP、三磷酸肌醇（IP3）和二?；视停―G），Ca2+ 第二信使的作用：轉(zhuǎn)換和放大的作用。 第71頁/共99頁cAMP 和 IP3 均屬于G蛋白耦聯(lián)受體所介導(dǎo)的細(xì)胞信號通路第72頁/共99頁激素G蛋白耦聯(lián)受體G蛋白腺苷酸環(huán)化酶cAMP依賴cAMP的蛋白激酶A基因調(diào)控蛋白基因轉(zhuǎn)錄cAMP傳導(dǎo)途徑IP3傳導(dǎo)途徑胞外信號分子與細(xì)胞表面G蛋白耦聯(lián)型受體結(jié)合，激活質(zhì)膜上的磷脂酶C（PLC-），使質(zhì)膜上4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二?；视停―G）兩個第二信使

17、，胞外信號轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)信號（圖8-21）第73頁/共99頁三、骨改建的調(diào)節(jié)因子骨塑形（bone modeling）和骨改建（bone remodeling）第74頁/共99頁成骨細(xì)胞系和破骨細(xì)胞系間的交互作用第75頁/共99頁間充質(zhì)干細(xì)胞前成骨細(xì)胞前破骨細(xì)胞成骨細(xì)胞破骨細(xì)胞PTHPTH-RPPGCytokineVitamin D3骨基質(zhì)溶解BMP-2FGFIGF-1IGF-2TGF-1TGF-2MCSFRANKLRANKcfms第76頁/共99頁P(yáng)TH作用的總效應(yīng)是升高血鈣。PTH具有促進(jìn)成骨和溶骨的雙重作用。實驗研究表明小劑量PTH可促進(jìn)成骨作用，而大劑量則可促進(jìn)溶骨作用。甲狀旁腺素 PTH第

18、77頁/共99頁成骨細(xì)胞IGF-1FGF-2間充質(zhì)干細(xì)胞前成骨細(xì)胞成骨細(xì)胞骨襯里細(xì)胞PTH-RP刺激成骨細(xì)胞功能阻止成骨細(xì)胞凋亡Bcl-2 Bcl-XLPTHPTHRI第78頁/共99頁1，25-(OH)2維生素D31，25-(OH)2維生素D3總的調(diào)節(jié)效果是使血鈣、血磷增高。對骨亦有溶骨和成骨的雙重作用。第79頁/共99頁 作用與PTH相反，其作用是抑制破骨作用，抑制鈣、磷的重吸收，降低血鈣和血磷。降鈣素 CT 直接抑制破骨細(xì)胞的生成，抑制骨鹽溶解、降低血鈣、血磷濃度。第80頁/共99頁雌激素 對成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞均有作用，抑制骨鹽溶解，促進(jìn)成骨。睪丸激素 對骨形成直接的促進(jìn)作用，并且通過促

19、進(jìn)肌肉生長間接促見骨形成 可在脂肪細(xì)胞里轉(zhuǎn)化為雌激素第81頁/共99頁雌激素破骨細(xì)胞雌激素受體TGF-促使細(xì)胞凋亡第82頁/共99頁單核細(xì)胞前破骨細(xì)胞前破骨細(xì)胞雌激素衰竭的骨雌激素富集的骨IL-1 IL-1 IL-1 受體IL-1 受體IL-1 偽受體IL-1 和受體結(jié)合促進(jìn)破骨細(xì)胞形成破骨細(xì)胞形成第83頁/共99頁雌激素成骨系細(xì)胞TGF-破骨系細(xì)胞破骨細(xì)胞分化繼續(xù)阻止破骨細(xì)胞分化RANKLOPGRANKL + RANKRANKL +OPG第84頁/共99頁胰島素樣生長因子 促進(jìn)成骨細(xì)胞增值，誘導(dǎo)成骨細(xì)胞分化。轉(zhuǎn)化生長因子-家族 作用比較復(fù)雜、多變 促進(jìn)成骨細(xì)胞增值、分化。 抑制IL-1和維生素D3 誘導(dǎo)的骨吸收和破骨細(xì)胞的成熟分化第85頁/共99頁成纖維細(xì)胞生長因子 促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞、前成骨細(xì)胞增值，不誘導(dǎo)成骨細(xì)胞分化。血小板衍生的生長因子 可以增加間充質(zhì)細(xì)胞IGF的合成，對骨作用機(jī)理不清骨形成蛋白 目前已知的唯一可以獨立在體內(nèi)異位成骨的生長因子第86頁/共99頁腫瘤壞死因子 通過成骨細(xì)胞的介導(dǎo)，具有明顯的促進(jìn)骨吸收的作用。 干擾素 可抑制前破骨細(xì)胞的