Dentin non-collagenous proteins and mineralization of hydroxyapatite
Liu Ying Liu Bingxu WangYuqiang Liu Hongju Qi Liye
(Qingzhou City, Shandong Province People's Hospital of Stomatology)
【Abstract】 Objective To study the dentin non-collagenous proteins and hydroxyapatite mineralization method in vitro system using human mineralized dentin non-collagen protein in conjunction with the induction of hydroxyapatite mineralization experiment s, by scannin g electron microscopy resultant Changes in morphology, X-ray diffraction and plasma emission spectrometric analysis of the composition and structure of theresultant. Results combined with some dentin non-collagen protein mineralization of hydroxyapatite to form the surface of the mine compounds of calcium and phosphorusratio of about 1.33, the X-ray diffraction results are more similar to calcium hydroxyapatite. Co nclusion dentin non-collagen protein and some support materials in close combination with the role of induction of mineralization.
【Key words】 Dentin non-collagen protein;Hydroxyapatite;Mineralization
牙本质中主要的是牙本质非胶原蛋白[1]。目前普遍认为它与牙本质的生物矿化有非常密切的关系,但对它的确切作用还不完全清楚。以往研究牙本质非胶原蛋白[2]已证实具有促进修复性牙本质形成作用的基础上,进一步研究了牙本质非胶原蛋白与羟基磷灰石结合有诱导矿化的作用,现将研究结果汇报如下
1 材料与方法
1.1 牙本质非胶原蛋白的提取与生物学特性分析:
1.2 牙本质非胶原蛋白在体外对生物矿化的诱导作用:
2 结果
2.1 牙本质非胶原蛋白的生物学特性:
2.1.1 牙本质非胶原蛋白的层析分离:牙本质粗提蛋白的洗脱曲线显示有3个蛋白峰,其中在约0.35mol/L NaCl处出现的蛋白峰最大。将测得的各组分中的磷含量制成l条曲线,发现该曲线也在0.35 mol/L NaCl处出现明显的高峰,并且与蛋白的吸光度值曲线相重叠(图1)。
图1 吸光度值及磷含量曲线关系图
2.1.2 牙本质非胶原蛋白的氨基酸组成:氨基酸组成测定结果显示,所提取的高含磷的蛋白石油丝氨酸(29.92%)、天门冬氨酸(25.23%)、甘氨酸(7.69%)、组氨酸(6.54%)等17种氨基酸组成。
2.2 牙本质非胶原蛋白体外诱导矿化作用:
2.2.1 牙本质非胶原蛋白及BSA与羟基磷灰石的结合效率:孵育后离心管内溶液上清中蛋白浓度几乎为零,表明溶液中的蛋白经过孵育后
1:标准蛋白;2:牙本质非胶原蛋白
图2 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳图
集合全部结合到了羟基磷灰石粒上(表1)。
表1 孵育前后牙本质非胶原蛋白组和BSA组
上清中的蛋白含量
项目 孵育前 孵育后
本质非胶原蛋白 牙本质非胶原蛋白 BSA 牙本质非胶
原蛋白 BSA
吸光度值(595nm) 0.527 0.497 0.079 0.096
蛋白浓度(g/L) 0.454 0.010 0.026
注:牙本质非胶原蛋白:牙本质胶原蛋白;BSA:牛血清白蛋白
2.2.2 扫描电镜结果:矿化48 h后,空白组的凝胶颗粒表面光滑,无矿化物沉积(图3)。牛血清组的大部分凝胶颗粒表面光滑,无矿物质沉积,偶见凝胶颗粒表面有零星分布的点状附着物(图4)。牙本质非胶原蛋白组大部分颗粒表面为大量的点状和块状附着物所覆盖,有些颗粒表面的附着物呈晶体状(图5)。
图3 空白组的凝胶颗粒表面光滑,无矿化物沉积(电镜×5000) 图4 牛血清组凝胶颗粒表面有零星分布的点状附着物(电镜×5000) 图5 牙本质非胶原蛋白组凝胶颗粒表面为大量的点状和块状附着物所覆盖,有些颗粒表面的附着物呈晶体状(电镜×5000)
2.2.3 钙、磷含量:通过测定溶液中钙、磷浓度计算出3组颗粒表面钙、磷沉积量。结果显示,牙本质非胶原蛋白组颗粒表面的钙、磷沉积量明显高于空白组和BSA组,其钙磷摩尔比约为1.33(表2)。
表2 各组凝胶颗粒表面钙、磷沉积量(ug)
组别 钙含量 磷含量
空白 4.200 0.084
BSA 7.600 14.380
牙本质非胶原蛋白 423.200 246.800
与其他几种体外矿化中常形成的磷酸钙盐的相似度,面间距为3.44、2.83、2.74、2.72、2.63、2.26、1.84、1.72。
3 讨论
牙本质生物矿化是一个非常复杂的过程,体外研究结果并不一定能全面反映牙本质非胶原蛋白在牙本质矿化过程中发挥的确切作用。但是,根据以往体外研究和本研究的结果可以看出,是否处于结合状态是牙本质非胶原蛋白发挥诱导矿化的作用的一个重要条件[9,12]。提示在利用牙本质非胶原蛋白诱导矿化作用治疗口腔疾病的过程中不仅要考虑牙本质非胶原蛋白本身的特性,还应选择合适的支持物与牙本质非胶原蛋白结合,以充分发挥牙本质非胶原蛋白的作用。
参考文献
[1] Butler WT,Dentin matrix proteins, Eur J Oral Sci,1998,106 Suppll:204-210.
[2] 欧阳勇,李玉晶,刘晓勇,等,人牙本质磷蛋白对小型猪修复性牙本质形成作用的实验研究,中华口腔医学杂志,1999,34:295-297.