文摘

我们已经调查WY14643的影响,一个强有力的过氧物酶体扩散者激活受体- (PPAR - )受体激动剂,在鼠模型ligature-induced牙周炎。男性Sprague-Dawley老鼠轻麻醉与pentobarbitone(35毫克/公斤)。无菌,2:0黑色丝线编织的子宫颈周围放置左下角第一摩尔和打结内侧。动物收到WY14643(1毫克/公斤。p,每日8天)。结扎后第八天放置,我们评估了标记的炎症等(1)髓过氧物酶活动,(2)一个细胞因子和粘附分子表达,(3)NF -κB表达式,表达式(4)进气阀打开,(5)的硝化酪氨酸残基,(6)活化的核酶聚(ADP-ribose)聚合酶,细胞凋亡(7),(8)gingivomucosal组织损伤的程度。管理WY14643显著降低炎症的所有参数如上所述。这些结果说明WY14643施加在实验性牙周炎的抗炎作用,能改善组织损伤。

1。介绍

牙周炎是一种炎性病变,由积累的细菌导致的损失结缔组织对根面牙骨质和邻牙槽骨导致牙齿脱落1]。研究表明牙周疾病影响10%至15%的世界人口2]。牙周炎发展的确切机制,包括之前的代理或中介参与,还不清楚。牙周炎表现为一个多因素的现象。现在很清楚,虽然牙周炎的病因是细菌,炎症发病机制。

人们普遍认为牙周炎的发生和发展都依赖于微生物的存在能引起疾病。尽管500 - 600多种微生物已经隔绝牙周袋(3),很可能只有一小部分这些病原微生物(4]。除了可能直接病理细菌对牙周组织的影响,很明显,对牙周组织的破坏也必须通过间接的方式发生。细菌细胞成分的产品必须获得牙龈组织和激活细胞过程,破坏胶原结缔组织和骨5]。然后,牙周炎的直接后果是细菌入侵和被认为是一种传染性疾病。然而,最近有出现一个问题,但微生物是牙周病的发起者还是结果?Hasturk实验性牙周炎等人的一项研究中,表明药物控制炎症过程导致的消失的生物作为一种疾病的引发剂(6]。

在这项研究中,因此,我们想要研究的灯是否牙周炎的炎症过程可能会限制发展。过氧物酶体proliferator-activated受体(PPARs)是一个家庭的核受体组成三个亚型,PPARα,PPARδ,PPARγ,作为ligand-activated转录因子。PPARs扮演关键角色在能源体内平衡调节葡萄糖和脂类代谢和运输。PPARα也很重要在炎症和一类的分子目标类的药物,如非诺贝特,充当论争的配体的PPAR -α(7]。它已经表明,PPAR -α配体调节炎症反应(8]。特别是,据报道,PPAR -α配体可以抑制多种促炎基因的表达,如白介素6 (IL),血管细胞粘附molecule-1, platelet-activating因子(PAF)参谋长受体和环氧合酶(COX) 2(生成铂族元素2和TxB2),针对细胞因子激活(9,10]。这可能部分取决于功能核的抑制因子(NF)κB激活和抑制蛋白的表达增加κBα(11]。本研究是为了更好地了解可能的PPAR -的影响α在牙周炎的小鼠模型。

2。方法

2.1。外科手术

男性的雄性sd大鼠中(280 - 400克)是轻和手术麻醉剂量的钠pentobarbitone(35毫克/公斤)。无菌,2:0黑色丝线编织的子宫颈周围放置左下角第一摩尔和打结内侧如前所述[12]。老鼠从麻醉中苏醒过来后,他们被允许吃商业实验室食品和饮料自来水随意。动物保健和协议是符合意大利法规保护动物用于实验和其他科学目的(D.M. 116192)以及欧洲经济共同体规则(O.J.。L 12/18/1986 358/1)。动物和动物保健和研究协议被批准的机构用户委员会大学的墨西拿。

2.2。实验小组

老鼠被随机分配到下面的组织。(我)结扎+汽车集团:老鼠受到ligature-induced牙周炎和动物收到车辆i.p。(1 h结扎后放置和日常治疗八天)。(2)结扎+WY14643集团:老鼠受到ligature-induced牙周炎和动物收到WY14643 i.p(1毫克/公斤。结扎后,1 h位置和每日八天)。

在8天后结扎诱导牙周炎大鼠( 从每组每个参数)牺牲为了评估复合在急性损伤的影响。不受结扎,右边是用作控制。

WY14643的剂量选择的基础上,以前的研究(13]。

2.3。组织学检查

组织病理学检查、活检齿龈和粘膜组织从口腔和牙齿的舌方面被结扎诱导后的8天牙周炎。组织切片在neutral-buffered 10%甲醛固定为5天,嵌入在石蜡和分段。面向部分,纵向从牙冠,与三色的染色和苏木精伊红染色。gingivomucosal部分沾三色的染色浸润白细胞的总数(如中性粒细胞和单核细胞)在皮质间隙空间从齿龈和粘膜组织定量评估通过计算浸润白细胞的数量在20个大功率领域。

2.4。射线照相法

下颚放在一个射线照相框在x射线源的90厘米的距离。射线分析正常和结扎的下颚是由x光机(飞利浦X12德国)与40 kW曝光,持续0.01秒。结扎后八天的射线探伤位置显示骨基质吸收下结扎后的第一个离开如前所述[12]。

2.5。髓过氧化物酶活性

髓过氧化物酶活动,多形核白细胞(中性粒细胞)积累的一个指标,确定了如前所述[14]。Gingivomucosal组织,收集在指定的时间,在均相溶液中含0.5% hexa-decyl-trimethyl-ammonium溴铵溶解在10毫米磷酸钾缓冲(pH值7)和离心机在20000×30分钟g在4°C。上层清液的整除然后被允许与溶液反应tetramethyl-benzidine 0.1毫米(1.6毫米)和H2O2。吸光度的变化率测量spectrophotometrically 650海里。髓过氧化物酶活动被定义为酶降解的数量1μ摩尔/分钟37°C和表达的过氧化milliunits / g湿组织。

2.6。免疫组织化学定位伊诺,TNF -α,il - 1βICAM-1硝基酪氨酸,PAR、伯灵顿和bcl - 2

在牙周炎的结扎诱导后8天,gingivomucosal组织固定在10%缓冲甲醛和8μ部分从石蜡包埋组织准备。deparaffinization之后,内源性过氧化物酶就熄了0.3%的H2O260%甲醇为30分钟。部分是permeabilized 0.1% Triton x - 100在PBS 20分钟。非特异性吸附被孵化最小化部分2%正常山羊血清中磷酸缓冲盐20分钟。内源性生物素或亲和素结合位点被顺序孵化15分钟亲和素与生物素。主要的部分在一夜之间被孵化antiiNOS抗体(圣克鲁斯生物技术,1:500年在PBS, v / v), antiICAM-1抗体(BD Pharmingen CD54 1: 500), antinitrotyrosine兔多克隆抗体(1:500年PBS, v / v),正相反之物(ADP-ribose)山羊,PARP活性的指标(票面价值;1:500年PBS, v / v) (Alexis;DBA、米兰、意大利)已多克隆抗体(圣克鲁斯生物技术,1:500年在PBS, v / v),与antiBcl-2多克隆抗体(圣克鲁斯生物技术),抗TNF -α多克隆抗体(圣克鲁斯生物技术,1:500在PBS, v / v),抗il - 1β多克隆抗体(圣克鲁斯生物技术,1:500在PBS, v / v)或与控制解决方案。控制包括缓冲单独或非特异性纯化兔免疫球蛋白。特定标签检测与biotin-conjugated山羊antirabbit免疫球蛋白和avidin-biotin过氧化物酶复杂(DBA、米兰、意大利)。柜台污点是轻拍(棕色)和核开发的快红(红色背景)。阳性染色(棕色)中发现的部分,表明免疫反应积极,没有观察到阳性染色(粉红色)的部分表明免疫反应是负面的。免疫细胞化学(N = 5)照片被测密度术评估为通过使用Optilab Graftek软件Macintosh个人电脑。

2.7。免疫印迹分析IkB -α,进气阀打开,Caspase-3

总之,gingivomucosal组织从每个老鼠都悬浮在提取缓冲包含0.2毫米phenylmethylsulfonyl氟化物(PMSF), 0.15μ20 M抑肽素,μM亮抑酶肽,1μ米原钒酸钠;均质最高设置2分钟;离心机在1000 g 10分钟在4°C。浮在表面的胞质分数表示。包含丰富的颗粒,核,在缓冲resuspended包含1% Triton x - 100 B, 150毫米氯化钠,10毫米Tris-HCl, pH值7.4,1毫米EGTA, EDTA 1毫米,0.2毫米PMSF, 20米亮抑酶肽,0.2毫米原钒酸钠。在15000 g离心后30分钟在4°C,包含核蛋白质的上层清液储存在−80°C进行进一步分析。蛋白质浓度测定与Bradford-based工具包(Bio-Rad、米兰、意大利)。德国产业投资银行——的水平α在胞质,伊诺和caspase-3量化分数。与1 xPBS过滤器被封锁,5% (w / v)脱脂奶粉40分钟在室温下,他们随后探测与特定的抗体IkB -α(1:1000;圣克鲁斯生物技术有限公司),antiiNOS (1: 500;圣克鲁斯生物技术有限公司),anticaspase-3(细胞信号,1:500),在1 xPBS, 5% (w / v)脱脂奶粉,一夜之间在4°C和0.1%渐变20。膜是孵化peroxidase-conjugated牛antimouse免疫球蛋白二次抗体或peroxidase-conjugated山羊antirabbit免疫球蛋白g (1: 2000;杰克逊免疫研究实验室Inc .)、西树林,PA,美国)在室温下1 h。IkB的相对表达蛋白质的乐队-α(~ 37 kDa),伊诺(~ 135 kDa)和caspase-3(裂解半胱天冬酶3 (kDa ~ 17)量化的光密度扫描x射线与gs - 700电影成像密度计(gs - 700;Bio-Rad、意大利米兰)和一个计算机程序(分子分析师,IBM)。

2.8。材料

主要抗体针对巴克斯和bcl - 2从圣克鲁斯生物技术获得,Inc .(圣克鲁斯、钙、美国)。二次抗体从杰克逊获得免疫研究,实验室,Inc .(美国缅因州杰克逊,巴尔港)。除非另有说明,所有化合物都来自Sigma-Aldrich有限公司(意大利米兰)。所有其他化学物质都是最高的商业级可用。股票的解决方案都是准备在nonpyrogenic盐水(0.9%氯化钠;巴克斯特,意大利、英国)。

2.9。数据分析

所有数据和文本中的值表示为平均值±标准错误的意思n的观察,n代表的动物数量研究。数据集被一种双向方差分析检验和个人组意味着与Bonferroni或学生的未配对 以及。一个 价值不足。05年,被认为是显著的。在实验中涉及组织学、免疫组织化学显示的数字是代表至少3实验进行不同的实验。

3所示。结果

3.1。WY14643对组织损伤和骨吸收的影响

相比gingivomucosal组织部分取自魂斗罗侧面获得vehicle-treated老鼠(图1(一)),组织学检查gingivomucosal ligature-operated老鼠的组织部分显示水肿,组织损伤与炎症细胞以及组织的渗透(图1 (b))。WY14643治疗减少gingivomucosal组织损伤的程度(图1 (c))。此外马森的三色的染色剂,用于监控胶原纤维的增加,负在gingivomucosal组织部分被从侧面反车辆相比,gingivomucosal ligature-operated老鼠(数据的组织部分1 (d)1 (e)、职责)。WY14643治疗减少了胶原蛋白的增加(图1 (f))。此外射线探伤的下颚,结扎放置八天之后,首先在左下角显示骨基质吸收摩尔地区结扎后(图1 (g))。没有证据表明对病理学的第一摩尔(数据未显示)。WY14643明显减少骨吸收的程度在左下角第一个摩尔地区后结扎(图1 (h))。

3.2。NF - WY14643治疗的影响κB激活牙周炎

我们评估我κB -α免疫印迹分析探讨细胞降解机制与WY14643治疗可能会减弱牙周炎的发展。基底的我κB -α中检测出gingivomucosal组织从侧获得vehicle-treated老鼠,而在gingivomucosal组织从ligature-operated老鼠吗κB -α水平大幅减少(数字2一个和2a1)。WY14643治疗预防结扎诱导我κB -α退化gingivomucosal组织在八天之后结扎(数字2一个和2a1)。

3.3。WY14643对细胞因子表达的影响

测试是否WY14643调节炎症过程通过监管促炎细胞因子的分泌,我们分析,通过免疫组织化学分析,肿瘤坏死因子水平α和il - 1β。gingivomucosal组织的免疫组织化学分析反侧面获得vehicle-treated老鼠并没有透露任何TNF -的免疫反应性α和il - 1β(数据3(一个)3 (e),分别地。,see densitometry D, H). In contrast, 8 days following ligation, positive staining for TNF-α和il - 1β被发现gingivomucosal组织从结扎大鼠(数据吗3 (b)3 (f),分别地。,see densitometry D, H). WY14643 treatment significantly reduced the degree of positive staining for these proinflammatory cytokines TNF-α和il - 1β(数据3 (c)3 (g),分别地。,see densitometry D, H).

3.4。WY14643对粘附分子的表达的影响在牙周炎(ICAM-1)和中性粒细胞浸润

gingivomucosal组织的免疫组织化学分析反侧面获得vehicle-treated老鼠并没有透露任何免疫反应性ICAM-1(图4(一)见微D)。相比之下,结扎后8天,ICAM-1阳性染色,发现gingivomucosal组织从结扎大鼠(图操作4 (b)见微D),主要是局部炎症细胞在真皮和周围的血管。相比之下,一个积极的染色ICAM-1明显减毒的治疗WY14643(图4 (c)见微D)。除了髓过氧化物酶活性显著升高在结扎后的8天内(图4 (e)这些水平(图)和WY14643-treatment显著降低4 (e))。没有观察到髓过氧物酶活动的显著变化的gingivomucosal组织反侧面获得vehicle-treated老鼠(图4 (e))。

3.5。WY14643对伊诺的影响表现在牙周炎

部分的gingivomucosal组织反侧面获得vehicle-treated老鼠并没有透露任何免疫反应性伊诺(图5(一个)见微D)在正常架构。在结扎后8天,阳性染色伊诺(图5 (b)看到微D)被发现在gingivomucosal组织从ligature-operated老鼠。伊诺WY14643废除了染色(图5 (c)见微D)。此外,结扎引起的显著增加伊诺表达式,通过免疫印迹分析化验,gingivomucosal组织从ligature-operated老鼠相比gingivomucosal组织反侧面获得vehicle-treated老鼠(数字5e和5e1)。伊诺水平的显著减少从WY14643治疗大鼠组织中可观察到(数字5e和5e1)。

3.6。WY14643对硝基酪氨酸的形成的影响,聚在牙周炎(ADP-Ribose)聚合酶激活

硝基酪氨酸、特定的一氧化氮氧化应激标记免疫组织化学分析测定的gingivomucosal组织部分的定位“过氧亚硝基形成”和/或其他活性氮衍生品产生实验性牙周炎。部分的gingivomucosal组织反侧面获得vehicle-treated老鼠并没有透露任何免疫反应性硝基酪氨酸(图6(一)见微H)在正常的架构。在结扎后8天,阳性染色发现硝基酪氨酸gingivomucosal组织从ligature-operated老鼠(图6 (b)见微H)。WY14643治疗废除了染色硝基酪氨酸(图6 (c)见微H)。此外,在我们的研究中,我们评估形成的聚合物ADP-ribose (PAR),由票面合成聚合酶(parp) NAD (+)。的一项指标在活的有机体内PARP激活和调节细胞存活和细胞死亡项目。免疫组织化学持平,显示积极的发生染色的PAR gingivomucosal组织从ligature-operated老鼠(图6 (f)见微H)。WY14643治疗减少阳性染色的程度(图相媲美6 (g)看到gingivomucosal微H)的组织。请注意,没有发现阳性染色的PAR gingivomucosal组织部分从反侧面获得vehicle-treated老鼠(图6 (e)见微H)。

3.7。WY14643对巴克斯和bcl - 2表达的影响

测试是否PPAR -α基因扮演了一个角色在细胞凋亡gingivomucosal组织结扎位置后,我们测量伯灵顿和bcl - 2表达的免疫组织化学分析结扎后八天。

没有积极的染色观察伯灵顿gingivomucosal组织的反侧面获得vehicle-treated老鼠(图7(一))。免疫组织化学的伯灵顿显示阳性染色gingivomucosal部分结扎后(图7 (b))。伯灵顿的阳性染色程度明显减少WY14643(1毫克/公斤)治疗大鼠(图7 (c))。检测bcl - 2表达,整个样本gingivomucosal老鼠的组织也分析了免疫组织化学分析免疫组织化学检测bcl - 2阳性染色的程度明显降低在gingivomucosal部分结扎(图后获得7 (f))。减少结扎引起的bcl - 2表达显著减弱gingivomucosal部分从WY14643treated老鼠(图7 (g))。正常基底的bcl - 2观察染色gingivomucosal组织从反侧面获得vehicle-treated老鼠(图7 (e))。而且我们有评估,通过免疫印迹分析,细胞凋亡的一个重要中介属于asparate-specific半胱氨酰蛋白酶或还存在。没有裂解caspase-3表达式均质gingivomucosal组织中检测到的反侧面获得vehicle-treated老鼠(数字8一个和8a1)。结扎后裂解caspase-3水平明显增加(数据8一个和8a1)。治疗的老鼠WY14643(1毫克/公斤)显著的减毒ligation-induced裂解半胱天冬酶3水平(数字8一、a1)。

4所示。讨论

在这项研究中,我们证明PPARα受体激动剂、WY14643施加有益的影响在牙周炎大鼠模型。治疗与WY14643变弱:(1)髓过氧物酶活动,(2)细胞因子和粘附分子表达,(3)NF -κB表达式,表达式(4)进气阀打开,(5)的硝化酪氨酸残基(6)活化的核酶聚(ADP-ribose)聚合酶,(7)细胞凋亡(8)老鼠gingivomucosal组织的程度受到ligature-induced牙周炎。所有的这些发现支持PPAR的视图α发展的有害作用损伤与大鼠牙周炎有关。它已经知道PPARα受体激动剂有抗炎的特点(15]。虽然知道基因激活通过ppr PPARs表演,更少的信息存在的机制- PPARs调制的基因的作用。最近,PPARα已经提出与其他转录因子发挥抗炎活动干扰消极途径如NF -κB信号传感器和催化剂的转录(统计),并激活蛋白1 (AP-1) [15]。PPAR -α增加我κBα表达式,从而防止核p50 / p65 NF -κB易位和逮捕他们的核转录活动。这些研究结果确定一个PPAR - -基因调控的分子机制α和揭示PPAR -的直接影响α调制的炎症基因在炎症反应。在这个工作我们证明王寅14643治疗抑制了我κB -α在牙周组织退化。NF -κB诱发许多促炎基因的转录激活,包括一氧化氮合酶表达(间接宾语),TNF -α,il - 1β,ICAM-1,等等,不一而足16]。在先例的研究表明,在牙周炎,伊诺表达这样的不利影响我们对宿主组织细胞毒性作用,牙槽骨吸收由于刺激一氧化氮对破骨细胞的活动的影响(12,17]。在这项研究中我们确定了表达式,进而形成,进气阀打开,通过免疫组织化学技术。相同的技术被用来确定伊诺的定位活检在牙周炎患者(18]。我们的结果表明,王寅14643治疗变弱伊诺在牙周组织的表达。在牙周病的发生和发展,炎性细胞因子被认为扮演重要的角色。一些报告表明牙周炎的发展之间的关系和interleukin-1的表达(il - 1)、il - 6、引发和肿瘤坏死因子-α在牙龈组织(19]。我们确认使用的牙周炎模型导致肿瘤坏死因子的水平——大幅增加α和il - 1β在gingivomucosal组织。有趣的是,这两个促炎细胞因子的水平明显低于14643年的ligated-rats王寅对待。此外,我们也在目前的研究报告,ligature-induced牙周炎大鼠产生明显的炎性细胞浸润gingivomucosal组织和我们也证明了王寅治疗14643减少炎症细胞浸润与适度评估髓过氧物酶和组织损伤的评估通过组织学检查。可能的机制,多形核细胞浸润,王寅14643变弱是表达下调粘附分子ICAM-1证明这里(20.]。因此,这些发现表明,外生PPAR -α配体减少促炎基因的激活和随后的表达式。激活和招募中性粒细胞和巨噬细胞,在牙周炎,导致随后释放介质包括活性氧(ROS) (21)和一氧化氮(NO) (22)参与多种炎症条件(23,24]。

有一些证据,没有抑制中性粒细胞迁移的机制依赖ICAM-1对小鼠肠系膜微循环血管的表达受到实验性急性腹膜炎通过注射LPS,卡拉胶(Cg),或(fMLP) [25]。在这项研究中,作者对实验小鼠腹膜炎化学抑制剂没有合酶(NOS)和证明增加中性粒细胞迁移到小静脉的内皮细胞在内皮和增强ICAM-1的表达。有趣的PPARγ受体激动剂抑制中性粒细胞迁移没有表达式依赖的方式通过伊诺反过来抑制ICAM-1表达式由内皮细胞(26]。此外,PPAR -受体激动剂γ似乎放大伊诺表达式时抑制炎症信号转导分子的活化,NF -κB (27]。

在我们之前的研究中我们已经证明了一种PPAR -γ受体激动剂罗格列酮,降低细胞渗透到gingivomucosal组织,结扎引起的实验性牙周炎模型。可能的机制,多形核细胞浸润是罗格列酮变弱表达下调ICAM-1和P-selectin表达粘附分子没有依赖的方式(28]。几项研究也支持这样的结论,没有从伊诺牙周炎的发病机制中起着重要的作用[12]。我们发现伊诺表达减少了罗格列酮在体外也按照我们最近的报告清楚地表明罗格列酮抑制炎症伊诺在另一个模型的表达式。

因此,我们还演示了在以前的研究,如在实验模型中炎症性肠病(29日),PPAR -α受体激动剂能够减少中性粒细胞浸润没有表达式依赖的方式通过进气阀打开。

几项研究已经涉及活性氧和活性氮物种的角色在组织的破坏与炎性牙周疾病相关30.通过几种机制包括膜脂质过氧化反应,蛋白质变性和DNA损伤。确认的病理贡献过氧亚硝基结扎后组织损伤,我们评价硝基酪氨酸的形成,“增加nitrosative压力”的索引组织受伤。我们观察到,减少硝基酪氨酸的疣状涂在小白鼠身上王寅14643。ROS产生在DNA链断裂,引发能源消耗DNA修复机制和激活核酶PARP导致激活”PARP自杀假说”。最近的证据表明,PARP的激活也可能扮演重要的角色在实验性牙周炎(12,31日]。我们在这里展示,王寅14643变弱的增加PARP牙周组织的活动。细胞凋亡或程序性细胞死亡,是一种生理性细胞死亡。它是增加或减少的感染,炎症或组织改造。先前的研究表明,细胞凋亡参与炎性牙周疾病的发病机理32]。它也表明,更高频率的bcl - 2表达的结果在进步牙周破坏33]。细胞凋亡是一个极其复杂的过程,涉及各种各样的信号分子,我们有我们的注意力集中在一些有选择性的主要参与者。从结果,我们确定proapoptotic转录变化,包括监管proapoptotic伯灵顿的差别,对这些凋亡bcl - 2,用免疫印迹分析。这是第一个研究表明14643年王寅治疗牙周炎和阻止凋亡通路的损失,同时,减少proapoptotic通路的激活的,到目前为止,身份不明的机制。

5。结论

总之,这项研究提供了第一个证据,王寅14643导致大幅削减ligature-induced牙周炎大鼠。保护特性的机制WY14643涉及调制基因表达的转录因子和随之改变,以上的差别导致对这些炎症。这些发现提供支持,WY14643可能提供一种很有前途的方法治疗氧化应激相关的神经退行性疾病。

冲突的爱好

作者都没有财务或其他利益冲突披露。

确认

作者要感谢卡梅隆拉位咨询专家为他的优秀的技术援助在这项研究中,夫人Caterina Cutrona秘书援助和瓦伦蒂娜小姐Malvagni编辑援助的纸。大肠Briguglio和r . Di Paola同样贡献了第一作者目前的结果和分享。