腫瘤壞死因子-α 在慢性根尖周炎中的作用研究

楊曉飛，格根塔娜，楊昱藩

（1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學口腔醫(yī)學院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000；2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院口腔科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000；3.內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院口腔科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

慢性根尖周炎（chronic apical periodontitis，CAP）通常是根管系統(tǒng)感染后引起的，這種類型的病變是一種由牙髓組織和根管中復雜的微生物感染引起的炎癥[1,2]。炎癥的特點是牙髓組織破壞和根尖周圍的骨吸收，慢性炎癥的發(fā)展和骨組織的破壞是宿主防御機制未能徹底消除炎癥的結(jié)果[3]。在過去的幾十年中，許多研究探索并且明確慢性根尖周炎的發(fā)病機制和致病過程，但免疫細胞和細胞因子的確切作用以及細胞、細胞因子和其他炎癥因子之間的相互作用尚未完全闡明[4-6]。細胞因子在人類先天和適應(yīng)性免疫反應(yīng)中起著重要作用，在限制持續(xù)或過度炎癥反應(yīng)的潛在傷害作用方面也具有重要作用[7,8]。大量研究已經(jīng)證明了細胞因子在慢性根尖周炎中的存在和作用[9,10]。腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-alpha，TNF-α）是一種促炎細胞因子，已被證明在提高破骨細胞前體敏感性和參與骨吸收方面具有潛在的重要作用[10]。然而，TNF-α 在慢性根尖周疾病的具體作用尚不清楚。本文主要介紹TNF-α 生物學的相關(guān)特點以及TNF-α 在慢性根尖周炎中的存在和作用，以期為臨床治療提供參考。

1 TNF-α 生產(chǎn)細胞和TNF 超家族

TNF-α 是一種細胞因子，最初被確定為某些腫瘤中出血性壞死的一種因子[11]。它由巨噬細胞、單核細胞和NK 細胞分泌，并以跨膜類型和分泌型兩種形式存在[11，12]。在確定TNF 為巨噬細胞產(chǎn)物后，從淋巴細胞中分離出淋巴毒素-α，這兩個分子具有50%的氨基酸序列同源性，并與同一個受體結(jié)合，從而分別被命名為TNF-α 和TNF-β。根據(jù)與TNF-α 的序列同源性，隨后又發(fā)現(xiàn)了17 個TNF 超家族（TNF super families，TNFSF）成員，其包括19 個在調(diào)節(jié)細胞功能中起重要作用的配體[13]。

2 TNF-α 的受體家族成員、信號通路和生物學效應(yīng)

TNFs 能夠結(jié)合多種TNFRs，這種結(jié)合增強了信號傳遞的靈活性。許多TNF/TNFR 在免疫系統(tǒng)中被表達，它們在宿主防御、炎癥、細胞凋亡、自身免疫性疾病和組織發(fā)生中起著重要作用[14]。TNF-α 能夠結(jié)合兩種形式的TNFR，分別為TNFR1 和TNFR2，其屬于Ⅰ型膜蛋白。TNFR 由細胞外、細胞跨膜和細胞內(nèi)三部分組成。由于TNFR1 含有死亡結(jié)構(gòu)域，而TNFR2 缺乏死亡結(jié)構(gòu)域，因此TNF-α 主要通過與TNFR1而不是TNFR2結(jié)合來促進細胞凋亡[14，15]。TNF-α 有3 種傳導信號的方法：①C 依賴的凋亡；②招募撕裂蛋白以誘導細胞凋亡；③招募TRAF2 以激活NF-κB 和JNK 信號通路[15]。TNF-α 有許多生物活性，當促炎細胞因子和抗炎細胞因子之間的平衡被打破時，它在免疫反應(yīng)中起著重要的作用[16]。TNF-α 的促炎作用可表現(xiàn)為直接促進白細胞活化，如淋巴細胞（T 和B 細胞）、巨噬細胞和自然殺傷細胞、急性期蛋白釋放和內(nèi)皮細胞活化。此外，TNF-α等細胞因子通過調(diào)節(jié)膠原酶活性來調(diào)節(jié)成纖維細胞的活性和膠原的形成[17]。簡而言之，TNF-α 的生物學效應(yīng)包括白細胞的激活、破骨細胞的誘導、改善中性粒細胞的吞噬作用、發(fā)熱的誘導、急性期蛋白的釋放和內(nèi)皮細胞的激活。

3 TNF-α與慢性根尖周炎的相關(guān)性研究

人類對慢性根尖周炎中TNF-α 的首次研究是檢測和鑒定產(chǎn)生TNF-α 的細胞，在這項研究中對手術(shù)中獲得的新鮮組織樣本進行光鏡和電鏡觀察，并用抗TNF-α 的單克隆抗體進行免疫組織化學分析。超微結(jié)構(gòu)研究表明[18]，一些巨噬細胞具有細胞外分泌活性，并具有漿細胞樣單核細胞的特征，這表明一小部分巨噬細胞處于活躍的細胞因子產(chǎn)生狀態(tài)。Dessaune Neto N 等[19]研究顯示，慢性根尖周炎患者根尖低密度陰影較小，根尖周肉芽腫（病灶大小＜5 cm）中TNF-α 的表達水平顯著升高，表明TNF-α 主要觸發(fā)細胞凋亡和壞死不敏感組織，可能與骨髓炎和根尖周炎有關(guān)，也可能參與骨骼內(nèi)穩(wěn)態(tài)，包括破骨細胞的形成和頜面部的骨吸收。Franca GM 等[20]研究表明，根尖周炎對致病菌有強烈的炎癥反應(yīng)，皰疹病毒作為根尖周病變的非必要病原體，可加重炎癥，EB 病毒陽性病變的TNF-α 表達明顯高于EB 病毒陰性病變。另有研究表明[21]，EB 病毒陽性病變中促炎細胞因子Notch2、Jagged1 和RANKL（TNF 超家族的一員）的水平高于未感染者，提示巨噬細胞中Notch2 和Jagged1 的激活導致RANKL 劑量依賴性破骨細胞分化。

此外，首次體外研究證實TNF-α 誘導的人牙髓成纖維細胞能表達VEGF mRNA 基因。血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）又稱血管通透性因子，在新生血管形成中起著重要作用。TNF-α 誘導VEGF mRNA 基因表達，這種作用可能通過促進血管網(wǎng)的擴張而部分破壞牙髓和根尖周組織[22]。Qureshi WU 等[23]研究探討了TNF-α 在RCs 發(fā)病機制中的作用，利用不同濃度的TNF-α 刺激哺乳動物上皮細胞系增殖，結(jié)果表明TNF-α 低濃度刺激上皮細胞增殖，而高濃度抑制上皮細胞增殖，這個可能是一種偶然的控制機制，也解釋了為什么囊腫不能無限期地繼續(xù)生長。Lu WL 等[24]研究中將健康人前磨牙的根表面的HPDLCs 收集并保存在Eagle 培養(yǎng)基中，在抑制NLRP6 表達后，用大腸桿菌LPS 誘導HPDLCs 細胞0、0.25、0.5、1、3 或6 h，收集細胞作進一步分析，結(jié)果表明LPS 誘導的NFκB 和ERK 信號轉(zhuǎn)導增強，NLRP6 沉默后TNF-α水平升高。

Taira TM 等[25]的動物實驗研究中將大鼠單側(cè)交感神經(jīng)切斷，將磨牙牙髓暴露于口腔菌群中，造成根尖病變，以完整切牙的牙髓作對照，結(jié)果顯示IL-1α 和TNF-α 在未暴露牙髓中均有表達，提示交感神經(jīng)抑制根尖周病變中IL-1α 的表達，刺激健康大鼠牙髓中TNF-α 的表達。Bain JL 等[26]研究表明，與健康母鼠生出的幼鼠相比，患有慢性根尖周炎的母鼠生出的幼鼠腦組織中TNF-α 的濃度明顯更高。Tsosura TVS 等[27]研究還表明，母鼠的慢性根尖周炎可以促進幼鼠的胰島素抵抗，損害幼鼠的胰島素信號傳導的初始步驟，并顯著增加TNF-α 的表達。Cintra LT 等[28]研究評估了單顆牙齒或多顆牙齒的根尖周炎是否影響血清炎癥介質(zhì)水平，結(jié)果表明單牙和多牙組大鼠血清NO 水平顯著低于對照組。然而，NO 在根尖周炎中的作用尚不清楚，考慮原因可能由于TNF-α 能刺激NO 的產(chǎn)生，低濃度的NO 可能增加這些促炎細胞因子的產(chǎn)生，從而加重炎癥。Wang F 等[29]研究探討了TNF-α 對BMP9 誘導的牙尖乳頭干細胞（SCAPs）成骨分化的影響，結(jié)果表明TNF-α 在尖周炎的發(fā)展過程中被釋放，與尖周骨周圍缺損面積呈正相關(guān)。Azuma MM 等[30]將28 只雄性Wistar 大鼠隨機分為4 組：未處理組（C 組）、ω-3pufas 處理組（C-O 組）、牙髓暴露誘導AP 組（AP 組）和ω-3pufas 處理牙髓暴露誘導AP 組（AP-O 組），結(jié)果表明C-O 組和AP-O 組中TNF-α 的濃度偏低，提示ω-3 多不飽和脂肪酸可能通過NF-κB 的調(diào)節(jié)降低TNF-α 的表達。

4 總結(jié)

TNF-α與慢性根尖周炎具有一定的相關(guān)性，但目前關(guān)于TNF-α 如何參與該病發(fā)病機制尚不清楚，認為可能與根管感染引起TNF-α 升高有關(guān)，但這種反應(yīng)如何調(diào)節(jié)炎癥性骨吸收的確切機制仍有待臨床進一步研究。作為一種促炎細胞因子，一小部分TNF-α 能刺激炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，但大部分TNF-α通過促進破骨細胞的發(fā)育破壞骨內(nèi)穩(wěn)態(tài)，導致根尖周骨破壞。在未來關(guān)于TNF-α與慢性根尖周炎的研究方向應(yīng)該闡明TNF-α 是如何參與慢性根尖周炎的發(fā)病機制，為未來口腔臨床以及實驗提供更深入更有價值的依據(jù)。