辛伐他汀在口腔頜面部應(yīng)用的研究進(jìn)展

王 珂，閆秀娟，蓋麗婷，張宇娜，谷 楠，肖 欣，李 毅

(吉林大學(xué)口腔醫(yī)院兒童口腔科，吉林 長(zhǎng)春 130021)

辛伐他汀在口腔頜面部應(yīng)用的研究進(jìn)展

王 珂，閆秀娟，蓋麗婷，張宇娜，谷 楠，肖 欣，李 毅

(吉林大學(xué)口腔醫(yī)院兒童口腔科，吉林 長(zhǎng)春 130021)

辛伐他汀，3-羥基，3-甲基戊二酰輔酶A還原酶（HMG-CoA）抑制劑，他汀類(lèi)藥物的一種，通常作為降膽固醇藥物用于降低高膽固醇血癥患者的心血管病危險(xiǎn)。近幾年來(lái)，研究者們逐漸把目標(biāo)轉(zhuǎn)移到他汀類(lèi)藥物的潛在應(yīng)用上。本文就辛伐他汀在口腔頜面部的應(yīng)用做一綜述。

辛伐他汀；牙槽骨；牙髓細(xì)胞

辛伐他汀為他汀類(lèi)家族的一種，又稱(chēng)作3-羥基，3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(HMG-CoA)抑制劑，臨床上主要用于減少膽固醇合成以防止心血管疾病的發(fā)生。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)他汀類(lèi)藥物還具有不依賴(lài)于其降脂效果的多樣性的保護(hù)作用，同時(shí)辛伐他汀在口腔領(lǐng)域的研究也逐漸展開(kāi)。本文即將從辛伐他汀可應(yīng)用于口腔頜面部的作用機(jī)制以及其對(duì)牙槽骨和牙髓細(xì)胞的作用方面的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 辛伐他汀應(yīng)用于口腔頜面部的作用機(jī)制

辛伐他汀作為一種HMG-CoA抑制劑，最初被發(fā)現(xiàn)是用來(lái)作為一種降脂藥，然而其在體內(nèi)有顯著的多靶器官效應(yīng)，主要包括：(1)抗氧化及抗炎作用，主要是通過(guò)抑制異類(lèi)戊二酰生物合成以減少氧自由基來(lái)達(dá)到抗氧化作用，同時(shí)可顯著減少炎性因子起到抗炎作用；(2)影響肝細(xì)胞的增殖；(3)通過(guò)抑制HMG-CoA減少體內(nèi)膽固醇合成，降低血液中總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇含量，同時(shí)還可改善血管內(nèi)皮功能，減少血栓沉積，降低血小板聚集功能；(4)通過(guò)抑制特定的GTP結(jié)合蛋白酶來(lái)抑制破骨細(xì)胞活化，加速破骨細(xì)胞凋亡，抑制成骨細(xì)胞分化[1]。

1999年，Mundy等[2]首次報(bào)道稱(chēng)洛伐他汀和辛伐他汀能夠增加切除卵巢(OVX)的嚙齒類(lèi)動(dòng)物的骨量；同時(shí)，許多體外的研究也進(jìn)一步表明了他汀類(lèi)藥物可以增加人工培養(yǎng)的成骨細(xì)胞的數(shù)量和成骨標(biāo)志物的蛋白表達(dá)量，如骨形成蛋白(BMPs)、骨鈣蛋白、骨橋蛋白、Ⅰ型膠原和堿性磷酸酶等[3-6]。此外，辛伐他汀的抗氧化和抗炎作用能治療多種炎癥組織；誘導(dǎo)形成血管、促使神經(jīng)細(xì)胞存活并能促進(jìn)其形成神經(jīng)；促進(jìn)成骨細(xì)胞分化形成新骨等作用[7-8]。

在此基礎(chǔ)上，辛伐他汀在口腔領(lǐng)域的研究也逐漸展開(kāi)，如將辛伐他汀涂布于口腔種植體表面，用于種植體表面改性的研究，增加種植體與骨組織的結(jié)合能力，促進(jìn)種植體表面成骨[9]以及在動(dòng)物體內(nèi)或者臨床上對(duì)慢性牙周炎患者局部應(yīng)用辛伐他汀后，觀察牙周骨缺損修復(fù)的程度[10]等等。

2 辛伐他汀對(duì)牙槽骨的作用

眾所周知，嚴(yán)重的牙周炎不僅表現(xiàn)為牙周組織的炎癥反應(yīng)，其還表現(xiàn)為牙根周?chē)M織如牙槽骨、牙骨質(zhì)及其他附屬器的喪失。牙周再生療法的目標(biāo)是使喪失的牙周組織再生。于是，有學(xué)者將5 mg/(kg·d)的辛伐他汀通過(guò)灌腸的方式給予骨質(zhì)疏松及牙槽骨吸收的動(dòng)物模型8周，結(jié)果顯示辛伐他汀可抑制模型動(dòng)物下頜骨骨丟失和骨小梁結(jié)構(gòu)的破壞，從而表明辛伐他汀能減少骨質(zhì)丟失，防止骨質(zhì)疏松及病理性頜骨吸收[11]。

我們知道，牙周組織的再生與多種細(xì)胞密切相關(guān)，如成牙骨質(zhì)細(xì)胞、成骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞及牙周韌帶細(xì)胞等。其中，牙周韌帶細(xì)胞根據(jù)需要在牙周區(qū)域能分化成成纖維細(xì)胞及硬組織形成細(xì)胞。為了研究辛伐他汀對(duì)于牙周韌帶(Periodontal Ligament Cells，PDL)細(xì)胞的增殖及成骨分化是否具有正面作用，2005年Yazawa等[12]將PDL細(xì)胞培養(yǎng)在含有不同濃度辛伐他汀的組織培養(yǎng)基中培養(yǎng)不同的時(shí)間，通過(guò)檢測(cè)堿性磷酸酶(Alkaline Phosphatase，ALP)的活性及骨橋蛋白(Osteopontin，OPN)、骨形成蛋白2(Bone Morphogenetic Protein，BMP-2)和鈣的含量以驗(yàn)證PDL細(xì)胞的成骨作用。結(jié)果顯示低濃度的辛伐他汀(10-8mol/L)能夠促進(jìn)PDL細(xì)胞的增殖及增強(qiáng)ALP的活性。已知ALP是參與骨基質(zhì)礦化的最重要蛋白酶，其活性的增加意味著骨向分化能力的增強(qiáng)和活躍的礦化。成熟的成骨細(xì)胞內(nèi)均有較高水平的ALP活性，故一般認(rèn)為它是骨向分化早期的一個(gè)標(biāo)志性蛋白酶。由此表明，低濃度的辛伐他汀可以促進(jìn)PDL細(xì)胞的骨向分化，可能對(duì)牙周組織缺損的再生具有重要意義。因此，為了得到持續(xù)低濃度的辛伐他汀以應(yīng)用于臨床，需要將辛伐他汀載入某種載體以保證其能在局部保持持續(xù)的低濃度緩慢釋放。

2007年，Garrett等[13]將洛伐他汀載入聚(乳酸-羥基乙酸)的可生物降解高分子納米粒子中以治療可接受支架的形式治療臨床前標(biāo)準(zhǔn)大鼠脛骨骨折。我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這一方法藥物釋放時(shí)，洛伐他汀會(huì)提高骨折愈合率且在骨折位點(diǎn)提高骨的生物機(jī)械強(qiáng)度。由此表明，當(dāng)洛伐他汀以納米粒子形式使用時(shí)，對(duì)于臨床上加速人類(lèi)骨折的修復(fù)是有益的。因?yàn)樾练ニ∨c洛伐他汀作用相似，也能減少骨質(zhì)丟失增加骨量，所以我們猜想也可將辛伐他汀載入相應(yīng)的載體，當(dāng)其緩慢釋放時(shí)能夠促進(jìn)牙槽骨骨量的增加。2011年，有研究者將辛伐他汀載入磷酸鈣骨水泥/聚乳酸-聚羥基乙酸(CPC/PLCA)生物復(fù)合支架材料以探討其在局部持續(xù)低濃度下對(duì)拔牙創(chuàng)骨改建的影響，結(jié)果表明，載辛伐他汀/CPC/PLCA可誘導(dǎo)拔牙窩內(nèi)新骨的形成，且使剩余牙槽嵴剩余高度和寬度有所增加[14]。2012年，李祥偉等[15]評(píng)價(jià)了緩釋辛伐他汀微球軟膏對(duì)牙槽骨缺損區(qū)新骨形成的促進(jìn)作用，其將以載辛伐他汀微球?yàn)楣δ艹煞值能浉嗉皩?duì)照軟膏注滿(mǎn)大鼠切牙拔牙窩，顯微鏡下觀察牙槽骨缺損區(qū)新骨形成情況并分析拔牙窩的骨密度改變。結(jié)果顯示，術(shù)后拔牙窩內(nèi)可見(jiàn)新生骨小梁，2周、5周辛伐他汀組牙槽窩內(nèi)新生骨小梁較載辛伐他汀組及空白組密集，之后逐漸減低，8～14周，載辛伐他汀組拔牙窩內(nèi)骨密度開(kāi)始高于辛伐他汀組及空白組，各時(shí)間點(diǎn)骨密度波動(dòng)不明顯。由此表明，載辛伐他汀微球緩釋軟膏可促進(jìn)牙槽骨缺損的修復(fù)。另有學(xué)者通過(guò)電子噴霧的方法制備聚羥基乙酸(PLGA)微球并對(duì)其進(jìn)行表征，用于載辛伐他汀促進(jìn)骨再生。結(jié)果顯示了制備的PLGA微球其藥物釋放可維持更長(zhǎng)的時(shí)間(＞3周)，且突發(fā)釋放量較??；在該微球中釋放的辛伐他汀的量能夠促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖，促進(jìn)骨再生[16]。同年，Tai等[17]將辛伐他汀包裹在具有緩釋作用的PLGA/HA復(fù)合微球中，利用小鼠為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑢⒉煌瑵舛鹊膹?fù)合微球移植在裂開(kāi)的壞死骨上。結(jié)果表明，低劑量的辛伐他汀從PLGA/HA復(fù)合微球中釋放并增強(qiáng)了首次創(chuàng)傷組織愈合，心血管形成和接枝骨的細(xì)胞向內(nèi)生長(zhǎng)，即表明PLGA/HA復(fù)合微球能促進(jìn)骨再生。由此我們猜想，將辛伐他汀PLGA/HA復(fù)合微球作為一種骨誘導(dǎo)劑治療骨壞死或?qū)⑵渥鳛橐环N骨引導(dǎo)支架來(lái)治療嚴(yán)重的骨缺損將是一種不錯(cuò)的選擇。

由以上研究可見(jiàn)，辛伐他汀對(duì)于牙槽骨的作用已經(jīng)很明顯，其可以通促進(jìn)成骨細(xì)胞骨鈣蛋白、ALP、I型膠原蛋白mRNA的表達(dá)促進(jìn)成骨細(xì)胞分化，從而促進(jìn)骨礦化。而牙本質(zhì)與骨基質(zhì)同屬于一類(lèi)機(jī)體硬組織，其結(jié)構(gòu)、功能、來(lái)源類(lèi)似。由此我們猜想，辛伐他汀應(yīng)該也能夠促進(jìn)牙髓細(xì)胞增殖或分化形成修復(fù)性牙本質(zhì)。這一猜想在之后的研究中得到了證實(shí)。

3 辛伐他汀對(duì)于牙髓細(xì)胞的作用

人牙髓細(xì)胞(Human dental pulp ceells，hDPCs)是一種成纖維細(xì)胞樣的多潛能性細(xì)胞。在組織受損的情況下可刺激其未分化間充質(zhì)細(xì)胞向成牙本質(zhì)細(xì)胞分化，分泌膠質(zhì)，礦化形成修復(fù)性牙本質(zhì)。口腔科醫(yī)生每天都會(huì)面對(duì)大量的牙髓癥狀患者，包括齲病露髓或齲病去腐露髓、外傷露髓(直徑大于1 mm)、可逆或不可逆牙髓炎，甚至部分根尖周炎，這些口腔常見(jiàn)病、多發(fā)病嚴(yán)重影響了國(guó)人的口腔、全身健康狀況及生活質(zhì)量。對(duì)于暴露牙髓和感染牙髓，保持牙髓活力以保證后續(xù)的牙源性發(fā)展和成熟是手術(shù)和牙髓治療中有價(jià)值的方面。因此，活髓治療至今被認(rèn)為是理想的治療的選擇[18]。從根本上來(lái)說(shuō)，使用恰當(dāng)?shù)纳w髓材料治療暴露牙髓的目的是促進(jìn)牙髓細(xì)胞向成牙本質(zhì)細(xì)胞分化的潛力[19]。目前，常用的蓋髓材料主要有氫氧化鈣和MTA，然而這兩種蓋髓劑都有其局限性。氫氧化鈣由于其強(qiáng)堿性通常會(huì)導(dǎo)致患牙牙髓壞死，根管鈣化，根管內(nèi)吸收等副作用；而MTA存在價(jià)格昂貴，操作時(shí)間長(zhǎng)，且會(huì)引起前牙變色等缺點(diǎn)。因此，新的有效的方法或制劑應(yīng)當(dāng)被發(fā)掘出來(lái)以加快和促進(jìn)這一修復(fù)過(guò)程。

據(jù)Okamoto等[20]報(bào)道，辛伐他汀可以在體內(nèi)(僅為牙髓細(xì)胞植入動(dòng)物體內(nèi))實(shí)驗(yàn)和體外實(shí)驗(yàn)中促進(jìn)人牙髓干細(xì)胞形成礦化組織；Min等[21]的研究結(jié)果也顯示，辛伐他汀能促進(jìn)人牙髓細(xì)胞(hDPCs)向成牙本質(zhì)細(xì)胞分化。這些研究成果預(yù)示辛伐他汀可以作為蓋髓劑應(yīng)用于臨床治療。2011年，劉斐[22]為了解辛伐他汀對(duì)同步化的人牙髓細(xì)胞增殖功能的影響，將不同濃度的辛伐他汀干預(yù)誘導(dǎo)體外培養(yǎng)己同步化的hDPCs，初步檢測(cè)其對(duì)hDPCs增殖功能的影響。結(jié)果表明，不同濃度的辛伐他汀對(duì)同步化的hDPCs進(jìn)行體外誘導(dǎo)培養(yǎng)后對(duì)細(xì)胞的增殖功能產(chǎn)生不同的影響，低濃度的辛伐他汀能有效的促進(jìn)hDPCs增殖，高濃度的辛伐他汀則對(duì)hDPCs的增殖功能產(chǎn)生抑制作用，10-7mol/L是辛伐他汀促進(jìn)hDPCs的增殖作用的有效濃度。這一結(jié)果為下一步研究辛伐他汀對(duì)hDPCs的分化及其修復(fù)機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。2013年，Karanxba等[23]基于辛伐他汀和釉基質(zhì)蛋白衍生物(EMD)均有牙本質(zhì)生成的作用，將這兩種藥物聯(lián)合應(yīng)用研究其對(duì)hDPCs向成牙本質(zhì)細(xì)胞分化的作用，并進(jìn)一步探索了細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)作為辛伐他汀誘導(dǎo)hDPCs向成牙本質(zhì)細(xì)胞分化的作用。結(jié)果表明，辛伐他汀通過(guò)ERK信號(hào)通路促進(jìn)hDPCs的成牙本質(zhì)細(xì)胞向分化，其誘導(dǎo)的分化通過(guò)與EMD的聯(lián)合應(yīng)用加強(qiáng)。這些結(jié)果共同展示了促進(jìn)人牙髓細(xì)胞向成牙本質(zhì)細(xì)胞分化的新方法。

4 展望

已有的研究表明，辛伐他汀在低濃度時(shí)可以促進(jìn)成骨分化，抑制破骨吸收，同時(shí)，低濃度的辛伐他汀也能夠促進(jìn)人體外正常牙髓細(xì)胞增殖及分化形成修復(fù)性牙本質(zhì)。研究辛伐他汀對(duì)于牙槽骨及骨折模型的作用時(shí)，我們將辛伐他汀載入相應(yīng)的載體以保證其局部低濃度緩慢釋放，從而達(dá)到修復(fù)牙槽骨及促進(jìn)骨折修復(fù)的作用。那么由此我們可以聯(lián)想到，將辛伐他汀載入一定的載體制成蓋髓劑覆蓋到炎性牙髓斷面，使其在局部保持低濃度持續(xù)緩慢釋放，也應(yīng)該能夠影響炎性牙髓細(xì)胞的增殖和分化、促進(jìn)健康和炎性牙髓細(xì)胞分泌VEGF及其促進(jìn)炎癥牙髓細(xì)胞向成牙本質(zhì)細(xì)胞分化。這一想法仍需要進(jìn)一步的研究。

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Research progress on the application of simvastatin in oral and maxillofacial region.

WANG Ke,YAN Xiu-juan, GAI Li-ting,ZHANG Yu-na,GU Nan,XIAO Xin,LI Yi.Department of Pediatric Dentistry,Hospital of Stomatology,Jilin University,Changchun 130021,Jilin,CHINA

Simvastatin,a 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase inhibitor,is a well-established cholesterol-lowering drug able to inhibit cholesterol synthesis.Studies in recent years have shown the growing potential application of statins.The purpose of this review is to highlight the effect of simvastatin in oral and maxillofacial region.

Simvastatin;Alveolar bone;Dental pulp cell

R782

A

1003—6350（2015）17—2562—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.17.0927

2015-03-26)

吉林省科技廳基金項(xiàng)目（編號(hào)：[2014]4104號(hào)）；教育部留學(xué)回國(guó)人員科研活動(dòng)基金（編號(hào)：[2011]508號(hào)）

李 毅。E-mail：lyi99@jlu.edu.cn