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编号:10243460
龈沟液蛋白质成分的电泳分析
http://www.100md.com 《中华口腔医学杂志》 1998年第2期
     作者:周华 孟焕新 陈智滨 曹采方

    单位:100081 北京医科大学口腔医学院(周华现在北京市口腔医院工作,100050)

    关键词:龈沟液;蛋白质类;电泳

    中华口腔医学杂志980215 【摘要】 目的 筛选出与疾病相关的蛋白质分子。方法 采用龈沟冲洗法获取龈沟液,用微量自动快速电泳仪分析了86例龈沟液样本(其中健康龈20例、龈炎24例、牙周炎42例)。十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺电泳分离的蛋白质区带用快速图象分析仪进行测量。结果 在炎症情况下分子量为82 000、77 000及17 000的血清源蛋白质发生率较健康龈升高,分子量为41 000 、21 000、12 000的非血清源蛋白质发生率亦较健康龈高,丰度值大。结论 分子量为82 000、41 000、21 000及12 000的蛋白质可能与牙周炎有较密切的关系。

, 百拇医药     Electrophoretic analysis of protein composition in gingival crevicular fluid Zhou Hua, Meng Huanxin, Chen Zhibin, et al. School of Stomatology, Beijing Medical University, Beijing 100081

    【Abstract】 Objective To seek the protein composition related to periodontal diseases. Methods 86 gingival crevicular fluid (GCF) samples were collected by rinsing the sulgingival sulci from subjects with healthy gingiva (20), gingivitis (24) and periodontitis (42). The protein composition were examined by sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) on a Phast System. The gels were scanned and analyzed using Phast Image with computer. Results In inflammatory condition, the serumderived proteins with MW 82 000, 77 000, 17 000 occurred more frequently than in healthy gingiva, and the occurrence and abundance of non-serum derived proteins with MW 41 000, 21 000, 12 000 were also increased in inflammatory condition compared with healthy gingiva. Conclusion The high levels of proteins with MW 82 000, 41 000, 21 000, 12 000 are close related to the periodontal inflammatory status.
, 百拇医药
    【Key words】 Gingival crevicular fluid Proteins Electrophoresis

    蛋白质是龈沟液中的重要成分,它来源于血浆、宿主细胞的产物、组织破坏降解产物、菌斑及其产物。龈沟液的量和主要成分会随破坏性病变的发生而变化,蛋白质总量和成分也会发生变化,然而有关这方面的研究极少。鉴于十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺电泳(sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gelelectrophoresis, SDS-PAGE)能用于分析蛋白质亚基并测定其分子量,我们用SDS-PAGE法检测牙周健康者和牙周病患者龈沟液的蛋白质,分析并比较蛋白质成分的变化与取样部位临床表现的变化。由于龈沟液量少蛋白质含量低,我们采用微量快速自动电泳仪进行蛋白质检测。

    对象和方法

    1.研究对象:成人牙周炎(adult periodontitis,AP)患者11例,年龄22~49岁。牙周组织均破坏较重,牙周袋深度>5 mm,牙周附着丧失>6 mm,X线片显示牙槽骨有不同程度水平型或角型吸收。将X线片显示牙齿近远中牙槽嵴顶骨硬板消失或边缘模糊、骨密度降低者记为“进行性骨吸收”,反之为“静止性骨吸收”。龈炎(gingivitis, G)患者6例,年龄18~31岁。牙龈炎症明显,无附着丧失,无牙周袋。5例牙周健康者(health, H),年龄22~26岁。
, 百拇医药
    2.龈沟液的采集:记录上述患者和健康者取样牙位的菌斑指数,用洁治器去除龈上菌斑,棉卷隔湿,气枪轻轻吹干牙面,用30 μl Tris-HCl液分3次冲洗取样牙的颊侧近中或远中龈沟(袋),将3次回吸的龈沟液置于同一离心管中,人均约取4个样本(H组20个,G组24个,AP组42个),带血样本遗弃。取样后记录取样牙位的出血指数、牙周袋探诊深度及附着丧失情况。抽取受检者静脉血,获取血清。龈沟液和血清样本均置于-70℃保存待用。各龈沟(袋)冲洗回吸液量不等,健康龈和牙龈炎组的回吸液量为15~25 μl,牙周炎组的回吸液量为20~30 μl, 明显高于龈炎和健康龈组。

    3.电泳及染色:取5 μl龈沟回吸液测定蛋白含量,并测出剩余回吸液量,计算所含蛋白质总量。然后将剩余回吸液置于100℃烤箱中加热5 min,37℃干燥。干燥的龈沟液样本用2% SDS样本缓冲液(含5%巯基乙醇)溶解,使样本蛋白质的最终浓度为2~4 g/L。血清样本用2% SDS样本缓冲液1∶20稀释。电泳所用丙烯酰胺/双丙烯酰胺均质胶的浓度为12%,胶厚度为0.5 mm。将同一受检者不同牙位的龈沟液样本及血清样本加样在同一块胶上,并设中分子量和低分子量蛋白标准。电泳条件参照Phast SystemTM设置[1],电泳时间为60 vh。均质胶银染色方法参考周爱民、杨开宇的染色方法[2]
, 百拇医药
    4.凝胶分析:银染色凝胶用Phast Image 仪(Pharmacia LKB, Sweden)进行扫描,根据标准蛋白质的迁移率来测定各样本区带蛋白质亚基的分子量,并进行各带的定量分析。

    结果

    牙周健康、龈炎、牙周炎部位的龈沟液样本银染色的蛋白质区带数(±s)不同,H组为6.05±2.11,G组为8.83±3.30,AP组为7.83±2.21。AP组和G组的蛋白质区带数显著高于H组(P<0.005)。比较龈沟液和血清蛋白质的电泳谱图,龈沟液中分子量为82 000,77 000, 66 000,51 000, 26 000, 17 000的蛋白质与血清一致,而分子量为41 000,31 000,21 000,12 000,10 000的蛋白质为非血清来源的蛋白质。分子量17 000,21 000,31 000,38 000,41 000,77 000的蛋白质在炎症组的发生率显著高于健康组。在龈炎及健康组中检测率较高的10 000蛋白质在牙周炎组发生率低(H 60.0%,G 83.3%、AP 20.0%),见附图。
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    附图 各分子量的蛋白质在3组中的发生率

    SDS-PAGE电泳的某一蛋白质区带的光密度值与该区带面积之积为此区带的丰度(abundance, A),反映该区带蛋白质的含量。各组中66 000,51 000,26 000,12 000的蛋白质分子的丰度都很大(H组为0.4~0.5, G组和AP组均>0.6),其中66 000,41 000,26 000,21 000,12 000,10 000的蛋白质分子在H组与AP组,G组与AP组间的丰度差异有显著性(P<0.01),见表1。 蛋白质的丰度与临床指标的相关分析表明,分子量为82 000,66 000,51 000,41 000,26 000,21 000,12 000的蛋白质丰度与牙周袋探诊深度呈正相关,结果见表1。

    表1 各蛋白质丰度及与临床指标的相关性(r) 分子量

    丰度
, 百拇医药
    临床指标

    健康组

    龈炎组

    牙周炎组

    PLI

    BI

    PD

    82 000

    0.28±0.10

    0.32±0.22

    0.56±0.55

    0.21

    0.22
, 百拇医药
    0.39***

    77 000

    0.32±0.25

    0.18±0.15

    0.24±0.13

    66 000

    0.46±0.37

    0.56±0.31

    1.02±0.84*

    0.26**

    0.27**
, 百拇医药
    0.46***

    61 000

    0.13±0.07

    0.25±0.09

    0.32±0.23

    51 000

    0.32±0.30

    0.69±0.52

    0.60±0.66

    0.13

    0.17

    0.32**
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    41 000

    0.27±0.12

    0.31±0.24

    0.65±0.48*

    0.22

    0.24

    0.52***

    26 000

    0.42±0.68

    0.54±0.41

    1.27±1.17

, 百拇医药     0.26*8

    0.19

    0.51***

    21 000

    0.23±0.07

    0.51±0.30

    0.88±0.59*

    0.26**

    0.23

    0.49***

    12 000
, 百拇医药
    0.42±0.31

    1.12±0.86

    1.87±1.66

    0.14

    0.27**

    0.30**

    10 000

    0.20±0.11

    0.75±0.80

    1.85±1.80*

    注:*健康组与牙周炎组、龈炎组与牙周炎组之间丰度的差异有显著性(P<0.05); ** 蛋白质丰度与临床指标间的相关性有显著意义(P<0.05); *** 蛋白质丰度与临床指标间的相关性有高度显著性(P<0.001);PLI=菌斑指数;BI=出血指数;PD=牙周袋探诊深度
, 百拇医药
    表2示X线片表现为9个“进行性骨吸收”和33个“静止性骨吸收”的牙周炎部位的龈沟液蛋白质的丰度和发生率,分析结果表明“进行性骨吸收”部位的82 000,66 000,51 000,41 000,26 000,12 000蛋白质分子的丰度显著高于“静止性骨吸收”部位(P<0.05)。分子量为82 000,31 000,21 000,15 000,12 000的蛋白质的发生率在“进行性骨吸收”部位显著升高。

    表2 “进行性骨吸收”和“静止性骨吸收”部位

    各蛋白质的丰度和发生率 分子量

    “进行性骨吸收”

    “静止性骨吸收”

    发生率

    丰度(±s)
, 百拇医药
    发生率

    丰度(±s)

    82 000

    100.00**

    0.90±0.65*

    30.30

    0.25±0.10

    66 000

    100.00

    1.97±1.03*
, 百拇医药
    96.97

    0.75±0.54

    51 000

    77.78

    1.49±0.89*

    87.88

    0.38±0.35

    41 000

    100.00

    1.05±0.39*

    60.61

    0.47±0.41
, http://www.100md.com
    31 000

    55.56**

    0.59±0.36

    9.09

    0.13±0.15

    26 000

    100.00

    2.18±1.42*

    87.88

    0.99±0.95

    21 000

    100.00*
, http://www.100md.com
    1.00±0.52

    63.64

    0.83±0.63

    15 000

    0*

    42.42

    1.91±0.95

    12 000

    100.00*

    3.48±1.80*

    54.55

, http://www.100md.com     1.06±0.75

    注:* “进行性骨吸收”和“静止性骨吸收”部位的蛋白质丰度和发生率的差异有显著性(P<0.05); **差异有高度显著性(P<0.001)讨论

    本研究结果表明龈炎、牙周炎龈沟液的蛋白质区带数显著多于健康龈的蛋白质区带数,说明炎症时龈沟液的蛋白质成分更复杂。比较分析同一个体的龈沟液蛋白质和血清蛋白质,见龈沟液的部分蛋白质区带与血清一致,而部分区带则为非血清源蛋白质。

    一、龈沟液中的非血清源蛋白质

    本研究发现在炎症情况下蛋白质成分明显增多,出现了一些健康龈龈沟液样本中未见到的蛋白质分子。如分子量为31 000和33 000的蛋白质只在龈炎、牙周炎组出现,18 000蛋白质仅出现于龈炎组,分子量为7 000,15 000,63 000的蛋白质只在牙周炎组出现。此外龈炎、牙周炎组出现了高分子量蛋白质,如94 000,100 000,113 000,115 000蛋白质。41 000和21 000蛋白质分子多见于龈炎、牙周炎,发生率为70%,而在健康龈沟液较少见,发生率为35%~45%。此外牙周炎组41 000和21 000蛋白质分子的含量显著多于龈炎和健康组,在“进行性骨吸收”部位41 000 蛋白质含量显著升高。这些蛋白质的含量与临床指数密切相关,随牙周袋深度增加41 000蛋白质的含量明显增高(P<0.001)。21 000蛋白质的含量与菌斑指数亦呈显著正相关(P<0.05)。由此可见21 000和41 000蛋白质与牙周组织的破坏相关,应对其本质进行深入研究。Makela等[3]的研究表明12 000的低分子量蛋白质是重度牙周炎龈沟液中的主要蛋白质,其含量与蛋白质总量和中性多形核白细胞的溶蛋白活动相关。本研究证实12 000 蛋白质分子是健康龈和炎症龈共有的蛋白质成分,在3组中的发生率均较高。但是在炎症情况下12 000蛋白质的含量显著升高(G、AP丰度>1, H丰度为0.42),在“进行性骨吸收”部位此蛋白的含量显著高于“静止性骨吸收”部位。该蛋白的含量还与出血指数、牙周袋深度等临床指数呈正相关。
, 百拇医药
    二、龈沟液中的血清蛋白质

    龈沟液中与血清蛋白质区带一致的66 000(白蛋白)、51 000(IgG重链)、26 000(IgG轻链)蛋白质在各组中的含量都较大,是龈沟液的主要血清蛋白质,其含量在“进行性骨吸收”部位显著升高,且与牙周袋探诊深度相关。Brandzaeg[4]指出慢性炎症牙龈中70%~80%的浆细胞产生IgG。孟焕新和郑麟蕃[5]报道成人牙周炎和青少年牙周炎病变组织中含IgG的细胞数目高于IgM和IgA细胞,IgG细胞随炎症程度加重而增多。因而51 000和26 000蛋白质分子的含量的升高可能与局部免疫反应有关。在牙周炎症部位的龈沟液中,82 000蛋白质(C3激活物)的发生率较健康龈明显升高,其蛋白质含量在“进行性骨吸收”部位升高,并与牙周袋深度呈正相关,说明82 000蛋白质与牙周组织破坏有关。在炎症组,77 000蛋白质(转铁蛋白)的发生率较健康龈明显升高,但是含量却低于健康组,此结果与Adonogionakie等[6]的报道不同。目前已知转铁蛋白是某些牙周致病菌生长的必须物质,在牙周炎症情况下致病菌异常增多消耗了转铁蛋白,可能使转铁蛋白的含量相对降低。
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    上述结果表明龈沟液蛋白质谱图的变化可反映牙周组织的炎症破坏状况,其中82 000、41 000、21 000、12 000等蛋白质分子与牙周炎症有较密切的关系,进一步研究这些蛋白质的实质将有助于认识牙周组织的炎症破坏机制。

    参考文献

    1 Phast systemTM users manual. Stockholm: Pharmacia LKB Biotechnology AB, 1992.

    2 周爱民,杨开宇.酶学研究技术.上册.北京:科学出版社,1987.100.

    3 Makela M, Sorderling E, Paunio K, et al. Protein composition of crevicular fluid before and after treatment. Scand J Dent Res, 1991, 99:413-423.
, 百拇医药
    4 Brandzaeg P. Immunochemical comprison of proteins in human gingival protein fluid, serum and saliva. Arch Oral Biol, 1965, 10:795-803.

    5 孟焕新,郑麟蕃.牙周病损中免疫球蛋白阳性细胞的定量分析和补体3的分布.中华医学杂志,1994,74:486-488.

    6 Adonogionakie E, Mooneg J, Monghal NA, et al. Acutephase proteins in gingival crevicular fluid during experimentally induced gingivitis. J Periodont Res, 1994, 29:196-202.

    (收稿:1996-07-19 修回:1997-04-01), http://www.100md.com