糖尿病患者牙周膜成纤维细胞凋亡的研究进展*

王 珺 欧 龙

血糖高是糖尿病患者最基本的生化特性，且在糖尿病疾病的发生发展起着重要的作用。它可以增加破骨细胞的活性，骨吸收加速，使得骨代谢失衡，并出现骨质疏松的症状[1]。人牙周膜成纤维细胞(hPDLFs)作为牙周组织修复、重建的前体细胞，对于牙周病的病理变化和转归意义重大[2-3]。牙周组织的破坏，往往以骨质丧失为最终结果。研究表明，葡萄糖水平与牙周病的发生发展、组织破坏的程度相关。但糖尿病患者葡萄糖水平的变化对牙周膜成纤维细胞凋亡的相关性研究不多且无统一定论。本文通过对糖尿病、牙周膜成纤维细胞凋亡之间的相互关系作一综述，旨在为临床治疗提供新的理论依据。

1. 糖尿病与细胞凋亡

糖尿病作为一种代谢性疾病，对于骨代谢和骨改建的影响较为明显，导致骨丧失。该病是由胰岛素的异常分泌而导致的内分泌代谢性疾病，高血糖是其最主要的特征。糖尿病作为我国较为多发的一种病，近年来发病率升高较为明显，且随着年龄的增长，病情往往会成加重趋势[4-5]。文献报道[6]，牙周病、糖尿病存在着一定的共同危险因素。WHO 把牙周病列为糖尿病的第六并发症，其与糖尿病的关系备受关注。

Seo 等[7]称，在1 型糖尿病初期，胰岛β 细胞死亡的主要表现形式为细胞的凋亡。学者Jang 等[8]指出，2 型糖尿病患者β 细胞功能的降低及胰岛素抵抗表现较为明显，而对于2 型糖尿病β 细胞的数量是否降低及β 细胞是否存在凋亡增加，意见不一。研究显示，β 细胞的凋亡增加及非β 细胞增生的降低，引发患者胰岛抵抗同时释放可溶性细胞因子，包括氧自由基、NO 等，此类细胞因子可引发β 细胞的功能丧失，严重者可导致细胞死亡。细胞凋亡对于糖尿病的发病机制较为重要，且可引发糖尿病的相关并发症的发生[9]。

2. PDFLs 的细胞凋亡

牙周致病菌主要为革兰氏阴性厌氧菌，其胞壁外膜中的脂多糖对牙周组织有较为明显的毒性，其代谢产物能够导致白细胞及基质生成细胞的凋亡。据测定，牙周致病菌及其毒性产物会通过凋亡的淋巴细胞，使得宿主免疫细胞的功能受损，进而导致牙周病的发生发展[10]。国外研究报道显示，细菌脂多糖能够在肿瘤坏死因子的作用下促进相应基因的表达，Caspase 活性也得到提高，加速了成纤维细胞的凋亡速率，该过程可能的机制为TNFR1 起到了一定的作用，而非TNFR2[11-14]。报道显示[6]，骨代谢性疾病的骨组织病理变化可影响破骨细胞和成骨细胞的数目，且与凋亡所调控的特定细胞的生命周期关系密切。

3. 糖尿病造成牙周膜成纤维细胞凋亡的机制

资料显示，伴糖尿病的牙周病患者牙周病变较单纯牙周病患者更为严重，牙槽骨吸收速度快，预后效果明显差。有学者通过实验表明，糖尿病患者的血糖成分可促使牙槽骨局部OPG mRNA 的表达能力下降、RANKL mRNA 的表达能力升高，RANKL/ OPG 的比值上调，胰岛素在缩小牙槽骨中RANKL/ OPG 比值的同时， 牙周组织炎症反应的损伤也渐弱，牙槽骨吸收速率有所上升，推测血糖水平的上升课作为糖尿病患者牙槽骨吸收的影响因素[15-20]。

有学者还报道，伴放线杆菌菌体表面蛋白在体外能够抑制人骨肉瘤MG63 细胞的有丝分裂，诱导其凋亡。伴放线杆菌菌体中的毒素可诱导牙周组织中B 淋巴细胞的凋亡。可见，牙周致病菌及其毒性产物利用淋巴细胞，加速了PDFLs 凋亡，宿主细胞的免疫力相应地降低，加速牙周病的发生及进展[21]。

糖尿病患者机体多种组织的细胞凋亡明显增加，糖尿病细胞的凋亡增加机制总结为：(1)糖尿病患者高血糖下的AGE 间接可使IL-1、6、TNF等细胞因子增加生成，同时TNF 水平升高能够增加由caspase-3 途径导致的细胞凋亡。(2)长期炎症及高血糖状态聚集了细胞内的活性氧(ROS)，而氧化应激反应可导致多种细胞的凋亡，同时激活线粒体细胞色素C 活性，释放增加，存进细胞凋亡的发生。

近年来对骨吸收机制的研究发现骨保护素(osteoprote gerin，OPG)是调节破骨细胞分化、成熟和骨吸收功能的重要因子，在生理及病理性骨吸收中意义重大[22-26]。糖尿病患者的牙周组织中OPG成分可调节破骨细胞的分化，打破骨代谢的平衡，骨形成速率小于骨吸收速率，同时破坏了牙周组织局部的牙槽骨[27-33]。通过对伴有不同程度牙周炎的糖尿病患者的血糖进行控制，结果轻度牙周炎的糖尿病患者血糖水平控制结局较为有效[34-35]。另外，伴有轻度牙周炎的糖尿病者机体的糖化血红蛋白及糖耐量值较重度牙周炎的糖尿病者相比，降低较为明显，且伴有糖尿病大、小血管病变的发生情况也较为不常见[36-39]。推测，牙周炎疾病的存在及其控制效果与糖尿病患者病程的发生发展关系密切[40]。

目前为止，细胞凋亡的机制是多因素相互作用，促进或抑制细胞凋亡的发生。细胞凋亡调控机制的探讨是国内外一个研究热点，目前很多研究已经表明：除了线粒体，Caspase 家族，Bcl-2 家族等基因和蛋白在细胞凋亡过程中起到重要作用以外，还有许多是人类还没有认识到的基因和蛋白也起着很重要的作用。通过以上的这些研究，人们清楚地了解到多细胞生物中参与细胞凋亡调节的蛋白质分子发挥功能的方式，使人们能更完整地了解细胞凋亡的机制，并找到有效的手段对细胞凋亡过程进行调控。进而可以帮助人们进一步深入研究细胞凋亡的其他调控机制，并可基于结构开展以特异性蛋白分子为靶标的药物设计，为临床上应用及治疗糖尿病伴牙周病的方法提供新的思路。

牙周组织工程近年来发展非常迅速。牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cell，PDLSC)具有成体干细胞的特征，具有增殖能力、自我更新能力、多向分化潜能。PDLSC 在损伤因子的刺激下定向迁移、增殖和分化来完成牙周组织的修复过程，实现牙周组织的再生。牙周膜细胞(periodontal ligament cells， PDLCs)是牙周组织再生的关键，但牙周膜细胞的来源比较困难，使牙周膜细胞移植修复牙周缺损的方法无法广泛应用。脂肪基质细胞(adipose tissue-derived stem cells，ADSCs)来源于脂肪组织的间充质细胞，具有多向分化的能力并且易于获得，有望成为牙周缺损修复的种子细胞。骨髓基质细胞(bone mesenchymal stem cells，BMSCs)来源丰富、较好的增殖分化及成骨能力，是骨缺损修复的重要细胞。动物实验证明，进行自体骨髓干细胞移植6 周后，缺损部位可见成排的新生成骨细胞和成牙骨质细胞位于表面，新生牙槽骨内有较多的毛细血管形成并有许多的骨细胞，有新生牙周膜组织生成，形成了完整的牙周组织结构。牙周组织工程和GTR 的最终目标是获得牙周软硬组织的完全再生。

干细胞和微环境共同介导了种子细胞的迁移、定植、分化和增殖过程。选择合适的种子细胞类型影响着种子细胞本身的生物学活性，而改善宿主微环境则更利于移植干细胞的存活、分化和活性的发挥。糖尿病患者的代谢紊乱、蛋白质缺乏，机体抗体产生减少及白细胞吞噬作用下降，导致感染发生。因此控制血糖、控制感染是糖尿病患者也是牙周手术治疗成功的关键之一。

综上所述，糖尿病和牙周膜成纤维细胞之间有一定的关系存在，且相互影响，相互制约，同时糖尿病患者牙周膜成纤维细胞的凋亡更为明显，炎症因子是两种病中的发展及疾病细胞的凋亡进展的关键因子。因此不仅对于伴糖尿病的牙周炎患者或伴牙周炎的糖尿病患者，如何有效控制患者机体的炎症，预防或抑制细胞凋亡，提高糖尿病患者的生活质量，成为治疗该疾病的新方向。

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