【關鍵詞】 煙草； 牙齦成纖維細胞；牙周病；細胞因子

煙草中有害物質引起的牙槽骨吸收是牙周病和種植體失敗的重要原因。緊緊圍繞天然牙和種植體頸部的結締組織是保護牙槽骨的一道屏障，Lambert等［1］指出，如果牙頸部這道屏障完整，煙草中有害物質不會引起牙槽骨吸收。牙齦成纖維細胞及所形成的纖維束緊緊包繞著天然牙和種植體袖口區域，是這道屏障的基本組成。本文就煙草有害物質對牙齦成纖維細胞的影響作一綜述。 1 牙齦成纖維細胞對煙草有害物質的吸收 煙草中含有4 000多種有害物質，如尼古丁、乙醛、丙烯醛等，其中尼古丁是煙草中主要生物堿 ，約占煙草生物堿總量95%以上。Hanes 等［2］對體外培養人牙齦成纖維細胞結合、吸收和釋放同位素氚標記的尼古丁進行研究 ，發現其與細胞的結合是非特異性的。牙齦成纖維細胞吸收尼古丁速度較快，4 h即達到高峰 ，每106細胞內含尼古丁26.31 pmols，隨后逐漸下降。大量臨床研究也證實各種品牌香煙吸后，吸煙者血漿中尼古丁濃度22.6～73 ng/ml［3］，唾液中尼古丁濃度70～1 560 μg/ml。 2 煙草有害物質對牙齦成纖維細胞作用機制 2.1 煙草對牙齦成纖維細胞附著能力的影響 牙齦成纖維細胞必須在底物上附著才能發揮生理功能。細胞初始粘附在底物上時為圓形或卵形，隨著時間延長，表面生出許多短小的微絨毛，接觸底物的微絨毛變長，形成長線狀偽足，未接觸底物的微絨毛逐漸消失。細胞順著長線狀偽足的方向伸展，逐漸變得扁平，同時細胞周緣繼續伸出新的長線狀偽足，眾多偽足形成網絡狀結構，引導細胞的繼續伸展。這種動力學變化的基礎在于細胞骨架在細胞內處于不斷的重組狀態，骨架蛋白不斷聚合使纖維延長，或不斷解聚使纖維縮短、消失。 Poggi等［4］發現煙草中的乙醛、丙烯醛可破壞牙齦成纖維細胞的骨架系統。乙醛、丙烯醛高親和性結合組成微管蛋白的主要蛋白質半胱氨酸中的巰基，從而影響微管蛋白的聚合能力。此外，乙醛、丙烯醛還可以通過加速細胞內部谷胱甘肽消耗，造成自由基增多，間接導致細胞骨架系統破壞。細胞骨架系統的破壞影響細胞在底物表面的伸展。 對于粘附在底物上，已經伸展的牙齦成纖維細胞，乙醛、丙烯醛使細胞長梭狀外形塌陷，變為長條形，當濃度繼續增加時，細胞質骨架系統完全破壞，微管、微絲、中間纖維斷裂，成無序的絮狀圍繞在細胞核的周圍，整個細胞呈現細胞核的卵圓形。 細胞形態變化同時，底物上細胞附著的數目也顯著變化。隨著濃度增加（丙烯醛10-5～10-4M，乙醛10－４～10－２M之間），細胞對培養皿粘附性從原來的80%左右下降到20%左右［4］。 煙草中其它物質也對牙齦成纖維細胞在底物附著造成影響。Tanur等［3］發現，牙齦成纖維細胞在玻璃或健康牙根表面形成良好附著時，表現為長梭形，平行排列，方向一致，很少發生重疊。而同樣環境下尼古丁組細胞，呈多個方向無序的排列，細胞之間頻繁的出現重疊。且在吸煙者血漿尼古丁含量范圍內，紊亂程度隨著劑量增加而加重。在排列方向紊亂同時，粘附力也受到影響。附著在牙根表面，相同數目的牙齦成纖維細胞經過30 min 100 r/min的旋轉，細胞脫落數目與尼古丁濃度成正相關關系。Tanur認為此附著力下降是因為細胞在附著時盡力逃避尼古丁影響造成的。 2.2 煙草對牙齦成纖維細胞分泌膠原、膠原酶及其它細胞基質的影響 正常牙齦組織膠原大致經歷細胞內合成、細胞外沉積和被再吸收的動態過程。牙齦成纖維細胞產生膠原，主要是I型膠原，同時也分泌膠原酶，降解膠原，在維持膠原的動態平衡中發揮重要作用。 Giannopoulou等［5］發現，尼古丁濃度1～10 μg/ml時，牙齦成纖維細胞產生膠原能力未發現明顯變化；當尼古丁濃度50～500 μg/ml時，膠原產生逐漸減少，由正常的75％下降到40％，這可能是尼古丁直接抑制膠原合成的中間環節或膠原底物的合成。也有部分原因是尼古丁間接刺激導致。Ho等［6］發現，尼古丁增強牙齦成纖維細胞環氧酶（COX）-2表達。COX-2是前列腺素合成的限速酶，COX-2的增加導致體內前列腺素水平的增加，從而降低成纖維細胞內Ⅰ、Ⅲ前膠原mRNA的含量，抑制膠原的生成。 尼古丁抑制牙齦成纖維細胞膠原合成同時也加速膠原降解。膠原降解過程主要由膠原酶催化。因這些酶需要Ca2+、Zn2+等金屬離子作為輔助因子，所以又被稱為基質金屬蛋白酶（MMPs）。在Zhou 等［7］實驗中，尼古丁濃度150～250 μg/ml之間時，膠原降解隨著尼古丁濃度上升而增強。此時尼古丁組和不含尼古丁組各種基質金屬蛋白酶MMPs mRNAs水平沒有區別，僅是尼古丁組基質金屬蛋白酶特異性抑制物(TIMP-1）水平顯著下降。這表明尼古丁并不直接增加膠原酶合成，而是通過增強活性轉化，降低失活等其它一些途徑增強膠原酶活性，促進膠原降解。 牙齦成纖維細胞除了分泌膠原外，還分泌其它一些基質蛋白，如纖維粘連蛋白(fibronectin)、整合素β1(Integrin β1 )［8］。牙齦成纖維細胞在底物表面的鋪展、附著及移行需要這些細胞外基質的參與。 2.3 煙草對牙齦成纖維細胞產生細胞因子的影響健康牙周組織中，牙齦成纖維細胞分泌大量的細胞因子，調節著細胞間的相互作用，調節著細胞的移動、增殖、分化和產生基質成分，在維持著內環境的穩定中發揮作用。Almasri等［9］發現，250 μg/ml尼古丁作用體外培養牙齦成纖維細胞48 h后， IL-1、IL-6、IL-8等促炎因子水平顯著增強，它們可直接或通過誘導其它因子生成參與牙槽骨吸收、膠原酶產生、趨化炎性細胞聚集等一系列造成組織破壞的炎性反應。與此同時，也發現抗炎因子IL-10水平增高。這可能是牙齦成纖維細胞代償促炎因子增加的結果。 此外，尼古丁代謝產物去甲煙堿可增強牙齦成纖維細胞的晚期糖基化終產物受體(RAGE)mRNA表達［10］，晚期糖基化終產物刺激多種促炎細胞因子表達，如IL-1、IL-6、TNF-α等。 2.4 煙草對牙齦成纖維細胞遷移的影響 牙周組織受到損傷或有炎癥時，牙齦成纖維細胞聚集被破壞部位并參與修復。它可以是局部的成纖維細胞增殖，也可以從鄰近組織的未分化間質細胞和成纖維細胞分化、遷移而來。細胞遷移需要內外因素的配合。外部因素指的是細胞外的信號分子，內部因素則指細胞信號傳導系統和執行運動的細胞骨架和能量系統，還有參與粘著斑形成的各種分子。Fang等［11］對體外傷口愈合模型研究表明，正常牙齦成纖維細胞48 h遷移0.117 mm2，0.5 μmol/L尼古丁組細胞遷移0.100 mm2。因0.5 μmol/L濃度尼古丁對細胞骨架、細胞極性影響不大，遷移能力的下降可能是0.5 μmol/L濃度尼古丁改變Rac、PAK1/2活性，上調MAPK信號的表達，從而改變細胞遷移信號傳導系統造成的。 Wong等［12］通過煙草中有害物質對雞胚成纖維細胞影響認為，低濃度有害物質減少細胞遷移是通過增加絲狀肌動蛋白(F-actin)、粘著斑蛋白(vinculin)的生成，從而增加細胞粘附性造成的。對于牙齦成纖維細胞，目前尚未發現此類研究。 2.5 煙草對牙齦成纖維細胞增殖能力的影響 相對于無尼古丁影響的牙齦成纖維細胞，低濃度尼古丁1 μg/ml刺激下，細胞增殖能力略微上升，隨著尼古丁濃度提高，細胞增殖能力逐漸下降，下降程度與尼古丁劑量相關。增殖能力下降可能與細胞骨架破壞，蛋白質合成下降等一系列因素有關；而在低濃度時，增殖能力略微上升則可能與細胞凋亡受到抑制有關。 Argentin等［13］發現1 μmol/L濃度的尼古丁可顯著增加微核（MN）出現頻率。微核是細胞在有絲分裂時因各種有害因素損傷，使細胞核成份殘留在核外的微小核染色質塊，可作為細胞毒性物質對細胞損傷的評價指標。牙齦成纖維細胞在1 μmol/L濃度的尼古丁作用24 h時微核出現的頻率最高，隨后逐漸下降，但尼古丁對微核的影響無法消除。而加入抗氧化劑（N-乙酰-L-半胱氨酸或過氧化氫酶）時，微核出現頻率下降。這表明尼古丁可能或至少有一部原因是通過誘導細胞氧化應激反應引發對牙齦成纖維細胞DNA的損傷。尼古丁作用的牙齦成纖維細胞DNA損傷后，增殖能力沒有受到影響，而細胞的凋亡卻顯著降低。這可能是尼古丁阻斷細胞凋亡蛋白激酶(PKC)信號傳遞通路所致［13］。尼古丁引發了細胞遺傳物質DNA的損傷，同時卻允許DNA損傷的細胞進行增殖，從而改變了細胞生存和死亡之間的平衡。這可能是引發腫瘤的第一步。Argentin的實驗僅是單因素（尼古丁）短期影響，如果煙草中眾多有害物質長期影響，可能引發更多DNA損傷。

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