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牙周炎(Periodontitis)是慢性感染性疾病,常伴有牙龈炎症和出血,牙槽骨的吸收,最后导致牙齿松动脱落,严重影响口腔健康,是口腔中的常见疾病之一,也是导致成年人牙齿缺失的主要原因,同时牙周炎还影响全身多种疾病的发生,危害着人类的健康。在牙周炎的发病过程中,大多数的组织损害由宿主对感染的应答引起,宿主的免疫炎症反应是其发生和发展的重要原因,包括先天性免疫反应和获得性免疫反应。作为免疫系统的第一道防御屏障,固有免疫反应可以通过模式识别受体(Pattern recognition receptors,PRRs)识别牙周致病菌,从而引起免疫反应失调,致病菌群占据优势导致微生态失衡,形成破坏性炎症,从而损伤牙周组织,成为一种破坏性免疫反应。作为PRRs中的一种,toll样受体4(Toll like receptor 4,TLR4)被认为在牙周炎的发生发展中扮演着重要角色。目的:探讨TLR4在牙周炎骨破坏中的作用机制。方法:本研究选用C57BL/6小鼠(简称WT)和TLR4-/-小鼠(简称TLR4-/-)作为实验对象,通过单侧丝线结扎法建立小鼠牙周炎模型,1w后处死,解剖分离两侧上颌骨。micro CT扫描后重建上颌骨三维模型并分析骨破坏相关参数;将标本切片后进行苏木素-伊红(HE)染色、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色以及改良Masson三色染色。体外实验中,我们提取WT小鼠和TLR4-/-小鼠骨髓单核细胞诱导分化为破骨细胞,TRAP和免疫荧光染色,镜下计数,同时提取破骨细胞总RNA和总蛋白,采用real time RT-PCR和western-blot检测破骨相关指标;分别取WT和TLR4-/-小鼠颅顶骨进行原代培养,分离出成骨细胞,提取总RNA和总蛋白,同样采用real time RT-PCR和western-blot检测成骨相关指标。结果:成功构建WT和TLR4-/-小鼠牙周炎模型,通过micro CT三维重建示WT与TLR4-/-小鼠对照侧上颌骨未见明显吸收,而WT与TLR4-/-小鼠实验侧第二磨牙近远中向、颊舌向骨量均减少且TLR4-/-小鼠实验侧较WT实验侧骨组织吸收减少。CT相关数据分析发现,WT和TLR4-/-小鼠实验侧与对照侧相比,骨吸收均明显增加,WT实验侧骨密度(BMD),骨体积分数(BVF),骨小梁数目(Tb.N)和骨小梁分离度(Tb.Sp)下降较TLR4-/-实验侧更为明显。HE染色示TLR4-/-小鼠实验侧和WT小鼠实验侧软组织破坏程度无明显差异,但是TLR4-/-小鼠实验侧牙槽骨吸收较少,TRAP染色进一步发现,WT实验侧较TLR4-/-实验侧破骨细胞浸润更为明显,同时改良Masson三色染色表明,WT实验侧骨量减少更为明显,新生骨量较TLR4-/-实验侧减少。体外,我们提取WT和TLR4-/-小鼠骨髓单核细胞诱导分化为破骨细胞,TRAP染色和免疫荧光结果显示,WT组与TLR4-/-组相比,破骨细胞形成能力更强,real time RT-PCR和western-blot结果进一步表明,TLR4敲除后破骨相关指标NFATc1,CTSK,TRACP表达量下降。同时,我们分别采用WT小鼠和TLR4-/-小鼠取颅顶骨进行原代培养成骨细胞,通过real time RT-PCR示TLR4-/-中OCN和RUNX2表达下降,OPN表达上升,但是western-blot显示TLR4-/-中OCN,OPN,RUNX2表达均明显升高,表明TLR4敲除后小鼠成骨能力较WT小鼠增强。结论:在牙周炎进展中,TLR4促进牙周炎骨破坏的发生。