釉基质蛋白在口腔医学领域中的研究进展
发表时间：2010-03-10 浏览次数：574次
作者：张丽娟综述 赵士芳审校 作者单位：浙江大学医学院附属口腔医院口腔颌面外科 浙江 杭州 310006 【摘要】 釉基质蛋白为釉基质衍生物与其相应载体的结合物，具有促进牙周组织的再生、生物矿化和骨诱导等生物特性。研究者们已从体外培养、动物和临床试验对其进行研究并初具成果，笔者就釉基质蛋白及其与牙周疾病、颌面部骨缺损和牙种植以及其他口腔疾病的关系作一综述。
【关键词】 釉基质蛋白； 釉基质衍生物； 蛋白质
AResearch progress of emdogain in the field of stomatology ZHANG Li-juan, ZHAO Shi-fang. （Dept. of Oral and Maxillofacial Surgery, The Affiliated Stomatological Hospital of Medical College, Zhejiang University, Hangzhou 310006, China）
[Abstract] Emdogain is the conjugate of enamel matrix derivative and corresponding carrier, which can promoteregeneration of periodontal tissues, biomineralization, bone induction and so on. Many researchers reached some re-sults in emdogain from culture in vitro, animal studies and clinic trials. This review summarized emdongain and its role in periodontal disease, maxillofacial defects, dental implantation and so on.
[Key words] emdogain； enamel matrix derivative； protein
釉基质蛋白（emdogain）为釉基质衍生物（ena-mel matrix derivative，EMD）与其相应载体的结合物，具有良好的生物相容性和生物安全性[1]，是商品化的EMD。釉质基质蛋白来自上皮根鞘（epithe-lial root sheath，ERS），在形成牙骨质和牙周组织黏附中起重要作用。EMD是幼猪牙胚的釉质提取物，由釉蛋白、非牙釉蛋白和蛋白酶等构成。这些蛋白质在生理条件下具有不可溶性，在作用位点形成蛋白聚集物来刺激细胞基质的相互作用同时促进牙周组织再生。其中，釉蛋白约占总质量分数的90%，为成釉细胞分泌且具有疏水特性高度保守的蛋白质，可形成釉质的不可溶性基质。此外，釉蛋白对羟磷灰石和胶原具有高度亲和力，并且能够诱导骨组织形成，促进生物矿化，是釉基质蛋白中促进牙周组织再生的主要活性成分[2]。EMD在体内体外试验中可促进牙周组织再生；影响生物矿化，如在牙周组织再生中，有成骨和成牙骨质作用；促进并增加转化生长因子（transforming growth factor，TGF）-β和骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）等类似生长因子的表达水平，从而给予生物矿化正性作用。另外，EMD类似于细胞外基质蛋白，具有引导和调节骨原细胞增殖、迁移和分化为成骨细胞的作用。因此，EMD在口腔医学领域有着广泛的应用前景。
1 釉基质蛋白与牙周疾病
牙周治疗是以恢复受损牙周组织的原有形态和功能为目的，以形成牙骨质、牙槽骨和牙周膜等的一种技术。许多学者认为，釉基质蛋白在牙周组织再生中有着促进作用。Rincon等[3]通过建立牙周创伤-愈合模型，将成牙龈纤维细胞和牙周膜纤维细胞在不同质量浓度的EMD中培养，于不同的时间段检测细胞的增殖情况。结果显示，EMD在牙周创伤愈合中有促进作用。牙龈是牙周组织的重要组成部分，在牙周疾病情况下，正常牙龈组织会成为一些炎症因子如肿瘤坏死因子、程序性细胞死亡因子等的攻击目标。因此，Zeldich等[4]将正常牙龈细胞培养于不同的递质中来证明EMD在炎症过程中对牙龈组织的影响作用，最终发现EMD可保护牙龈组织免受炎症因子侵袭，同时EMD还具有促进牙龈组织增生和愈合的能力。鉴于釉基质蛋白的牙周再生作用，陈发明等[5]应用乳化化学交联技术制备载有釉基质蛋白的右旋糖酐微球，通过测定其不同参数，比较其与传统给药方式的优劣，结果证明此载药方式可以更加有效地促进牙周组织的增殖与分化。
临床试验显示，EMD可用于治疗牙周疾病。Bosshardt等[6]以年龄相仿，因个别牙齿患重度牙周炎而不能保留的10位志愿者为研究对象，首先通过牙周手术洁治根面牙石，尔后用EMD处理根面，在术后2～6周将其患牙拔除并立即进行处理。结果电镜观察发现，所有患牙术后愈合良好，没有骨性粘连和牙根吸收。他们认为在EMD刺激下，被处理过的根面形成了类似细胞性牙骨质的骨样组织，并有基质沉积于根面，从而诱导牙周膜愈合。Caglar等[7]应用EMD处理脱位牙的牙根表面，在1、2、6和12个月进行随访，评估其动度和骨吸收情况，结果取得了可喜效果。
2 釉基质蛋白与颌面部骨缺损
口腔颌面部骨缺损是口腔医学界普遍关注的问题。许多学者通过骨传导、骨诱导等方法来促进骨组织再生。骨诱导即通过募集未分化间充质细胞分化为成骨细胞，在局部诱导新骨形成。由于釉基质蛋白具有类似生长因子的特性，因此众多学者认为釉基质蛋白具有骨诱导潜能。
自Urist[8]于1971年提出EMD具有诸如成骨和成牙骨质的生物活性后，EMD就为骨修复领域所瞩目，许多研究者通过多种试验来对此加以证实。例如：He等[9-10]通过细胞学研究发现，釉基质蛋白具有促进成骨细胞增殖、迁移和分化的作用；Klein等[11]通过连续观察法将细胞外基质的主要成分Ⅰ型胶原纤维和层粘连蛋白在成骨细胞迁移中的作用与EMD相比较发现，Ⅰ型胶原纤维和层粘连蛋白更有益于成骨细胞的迁移，而EMD则在促进成骨细胞的分化方面突显优势。
为了深入了解釉基质蛋白，许多学者通过各种方法对其作用机制进行了研究。He等[9]在应用成骨细胞（MC3T3-E1）来观察EMD在骨形成过程中的作用时认为，EMD在促进成骨细胞增殖分化的同时能够刺激骨保护蛋白的表达，从而间接抑制破骨细胞的作用。束蓉等[12]经过体外研究也证实，釉基质蛋白能明显地促进成骨细胞的增殖与分化。随着科学技术的发展，许多研究已深入到了基因水平。譬如Carinci等[13]就应用DNA微数列筛选和分析技术来判断和鉴别在EMD环境下，成骨细胞系的基因表达。结果显示，EMD有能力调节成骨细胞的信号转导、转录和翻译等生物学过程，从而促进成骨作用。EMD能够促进生物矿化，但在此过程中所涉及的生长因子尚无定论。因此，Suzuki等[14]应用特殊的荧光标记法来检测在EMD影响下，TGF-β和BMP等生长因子的表达情况并最终认为，EMD能够刺激这些生长因子表达，EMD在牙周组织再生过程中有诱导作用。
迄今为止，有关釉基质蛋白在口腔颌面部骨缺损方面的研究尚处于探索阶段，需要解决的问题较多，因此进行性研究工作刻不容缓。
3 釉基质蛋白与牙种植
釉蛋白是EMD中的主要成分，其超微结构与羟磷灰石和胶原纤维具有亲和力，能促进牙周组织的再生。EMD的生物特性不仅仅局限于成牙骨质细胞，对成骨细胞及其前体细胞也都有相似的影响；所以，在没有牙周膜的情况下，EMD可能会影响牙种植体周围骨的形成。
Schwarz等[15]通过将类成骨细胞（骨肉瘤细胞）培养于含有不同质量浓度的EMD培养基中，分别于1、3、6 d观察这些细胞的DNA含量、线粒体的活动和钛板上EMD的量来评估成骨情况。结果显示，EMD通过质量浓度依赖性的方式来提高黏附于喷砂种植体表面类成骨细胞的增殖与生存能力，骨整合的关键是成骨细胞的分化和骨基质的产生。
由于釉蛋白是釉基质蛋白最主要的活性成分，与羟磷灰石有高度的亲和力，因此，Du等[16]用磷灰石和釉蛋白处理种植体表面以形成拟生态涂层并评估其能否有益于骨整合。结果显示，这种拟生态涂层对成骨细胞的分化及其延伸具有促进作用，在口腔种植领域有着巨大的发展潜能。Craig等[17]以了解EMD对骨-种植体界面的影响为目的，应用动物试验建立种植体创伤愈合模型，经过8周的组织学观察分析最终认为，EMD对种植体周围骨有诱导作用并能促进骨-种植体界面的骨结合。在临床试验中，Cangini等[18]经过比较可吸收生物膜组和EMD组对即刻种植体周围骨缺损愈合的影响情况并经12个月随访后发现，两组都形成功能性骨整合，但是其软组织附着水平和种植体周软组织边缘高度生物膜组突显优势。因此，对于EMD作用机制的研究尚待完善，将EMD应用于口腔种植手术任重而道远。
4 釉基质蛋白与其他口腔疾病
牙髓是具有自我修复能力的组织，在临床上，深龋、牙外伤等病例常给予盖髓术来诱导牙髓组织的修复能力。由于EMD具有成牙骨质和促进其生物矿化的特性，因此Ishizaki等[19]建立动物模型，以EMD作为盖髓剂治疗深龋，在不同的时间段，通过光学显微镜观察经过处理的牙齿。结果发现，EMD对牙髓组织中的成牙骨质细胞和血管内皮细胞具有重要影响，并能促进牙髓组织的矿化。Olsson等[20]在动物试验中选择双侧对称前磨牙，通过患者自身对照方法，应用EMD凝胶或混合了生理盐水的氢氧化钙于活髓切断术后进行盖髓治疗，结果与氢氧化钙组相比较，EMD凝胶组术后炎症反应较轻，而且硬组织的形成较为显著。由此可见，釉基质蛋白在牙髓治疗中的作用极为可观。
口腔癌治疗是口腔颌面外科的重要组成部分，为了解EMD在口腔癌性疾病中的作用，Laaksonen等[21]在通过体内外试验观察EMD对人类口腔鳞状上皮细胞癌的影响时发现，EMD能够显著刺激肿瘤细胞产生明胶酶，而明胶酶在癌细胞的增殖和转移中起着重要的作用。他们认为，口腔癌和癌前病变患者应慎用釉基质蛋白。
5 结束语
釉基质蛋白已经通过美国食品与药品管理署的认证，而且国外临床上已将其用于牙周疾病的治疗。从临床研究角度而言，釉基质蛋白的应用空间是无限的，其在口腔医学各个领域的作用亦优势明显。而目前对其研究有限，许多问题尚待解决。相信随着广大学者不断深入的研究和探索，釉基质蛋白将会在口腔领域发挥其最大的潜力。
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