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编号:10274643
大鼠牙髓中谷氨酸能神经纤维的定性研究
http://www.100md.com 《实用口腔医学杂志》 2000年第1期
     作者:徐默菡 牛忠英 倪龙兴 王百忍 王键

    单位:徐默菡(西安第四军医大学口腔医学院牙体病科,710032);牛忠英(西安第四军医大学口腔医学院牙体病科,710032);倪龙兴(西安第四军医大学口腔医学院牙体病科,710032);王面忍(第四军医大学全军神经科学研究所);王健(第四军医大学全军神经科学研究所)

    关键词:谷氨酸;牙髓;辣根过氧化物酶;免疫组织化学;大鼠

    实用口腔医学杂志000112 摘 要:目的:为了明确牙髓中有无谷氨酸(Glutamate,Glu)能神经纤维的存在,以探讨牙痛信息传递机制。方法:自大鼠牙髓腔内注入逆行追踪剂辣根过氧化物酶—麦胚凝集素(HRP-WGA),数天后取三叉神经节做HRP呈色Glu免疫组化反应,观察支配大鼠牙髓的初级感觉传入神经元所在的三叉神经节中是否存在辣根过氧化物酶(HRP)和Glu双标细胞。结果:三叉神经节眼上颌部内可见HRP单标、Glu单标、HRP-Glu双标三种细胞。结论:大鼠牙髓中存在Glu能的神经末梢。
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    分类号:R781.31 R338 文献标识码:A

    文章编号:1001-3733(2000)01-0037-03

    A qualitative study of glutaminergic nerve fibers in dental pulp in rat

    Xu Mohan Niu Zhongying Ni Longxing et al.

    (tomatological College, Fourth Military Medical University, Xi'an 710032)

    Abstract:Objective:To investigate the possibility of the existence of glutaminergic nerve fibers in dental pulp.Methods:The retrograde tract tracer, HRP-WGA, was injected into the pulp cavities of maxillary molar in 6 rats. 2~3 days later, the rats were perfused and ipsilateral trigeminal ganglia were removed and sectioned. The sections were subjected to HRP reaction and immunohistochemical reaction for glutamate(Glu).Results:Three kinds of labelled cells were found in the ophthalmic and maxillary divisions of the trigeminal ganglia: HRP retrograde labelled cells, GLu immunoreactive single labelled cells and HRP-Glu double labelled cells. HRP-Glu neurons constituted about 71.2% of HRP labelled neurons. Conclusion:Glutaminergic nerve fibers possibly exist in dental pulp.
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    Key words:Dental pulp; Glutamates; Horseradish peroxidase; Immunohistochemistry; Rats▲

    牙痛是口腔科临床上一个十分常见而又原因复杂的问题,其发生机制和传导过程尚有许多不明之处。有学者发现牙髓中含有P物质(substance P,SP)、降钙素基因相关肽(calcitonin gene related peptide,CGRP)等感觉性多肽,因而,认为它们在牙痛信息传递中可能起递质或调质的作用〔1〕。兴奋性氨基酸类物质,如谷氨酸(Glutamate,Glu),被认为是躯体感觉向脊髓传递过程中起重要作用的神经递质,然而,Glu在牙痛信息传递中是否也有作用还不清楚。为了探明牙痛信息传递机制,首先需要了解牙髓中是否含有Glu能的神经纤维,本研究采用束路追踪和免疫组化相结合的方法,向大鼠磨牙髓腔内注入逆行追踪剂辣根过氧化物酶-麦胚凝集素(HRP-WGA),在三叉神经节内做HRP呈色和Glu免疫组化反应,观察有无HRP标记的且Glu免疫反应阳性的双重标记细胞,从而证明支配牙髓的神经纤维中是否含有Glu。
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    1 材料与方法

    1.1 动物实验

    成年雄性SD大鼠6只,体重200~300 g。在4 g/L戊巴比妥钠(每100 g体重注射1 ml)腹腔注射麻醉下行左上颌第一、二磨牙面开髓,清理髓腔。将50 g/L HRP-WGA (9 g/L无菌生理盐水配制)溶液用微量注射器取2 μl,两个牙髓腔内各注射1 μl,留针5~10 min,然后用磷酸锌水门汀暂时。动物存活2~3 d。

    1.2 切片制备

    动物在过量戊巴比妥钠腹腔注射麻醉下开胸,经升主动脉插管。先用9 g/L生理盐水100 ml冲去血液,再灌注含40 g/L多聚甲醛的0.1 mol/L PB(pH7.4)400 ml。注毕立即取双侧三叉神经节及左侧上颌骨(连同左上颌后牙)。三叉神经节置入200 g/L蔗糖溶液内浸泡过夜至组织块沉底(4 ℃),冰冻连续切片,片厚10 μm,裱于洁净载玻片上。左侧上颌骨经固定脱钙液完全脱钙后,置入200 g/L蔗糖溶液内脱水24 h(4 ℃),沿牙长轴冰冻连续切片,片厚30 μm,收集于0.01 mol/L KPBS内,以观察HRP-WGA注射点是否准确,有无溢出至根周组织。
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    1.3 HRP呈色反应

    用以钨酸钠作为稳定剂的HRP呈色方法〔3〕,其过程简述如下:①三叉神经节、颌骨(含牙)切片入蒸馏水洗2~3次;②入反应液室温避光温育1 h(100 ml反应液由1 g钨酸钠、pH5.0~5.4的0.2 mol/L PB 50 ml、1 mol/L HCl l.5 ml、TMB溶液1.5 ml和蒸馏水47 ml混合而成);③反应从加入体积分数(φ)=30%H2O20.7 ml开始,每10 min再加0.7 ml,至反应结束;④结束反应时用0.05 mol/L PB(pH5.0~5.4)洗3~6次,每次2~3 min;⑤加强:将反应后的切片从0.2 mol/L PB中取出放入由20 g/L CoCl22 ml、DAB 30 mg、蒸馏水50 ml、0.2 mol/L PB(pH7.4) 48 ml,φ=0.3% H2O2 30 μl组成的溶液中室温孵育30 min;⑥0.1 mol/L PB(pH7.4)终止反应。右侧三叉神经节切片经加强反应后继续做Glu免疫组化反应。左侧三叉神经节及颌骨(含牙)切片经裱片,晾干、脱水、透明、封片即可直接在显微镜下观察。
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    1.4 Glu免疫组化反应(ABC法) ①入含φ=0.3% H2O2的甲醇液中,室温15 min;②入含3 ml/L Triton X-100的0.01 mol/L KPBS中,室温30 min;③入兔抗Glu血清(1∶5000,Sigma,用小牛血清稀释液配制),4 ℃孵育48 h;④入生物素标记的羊抗兔IgG(1∶500,Vector),室温孵育2~4 h;⑤入ABC复合物(1∶500,Vector),室温孵育2~4 h。上述每一步骤后均用0.01 mol/L KPBS洗切片3次,每次10 min。最后用葡萄糖氧化酶法呈色。呈色后的切片经晾干、脱水、透明、封片后在Olympus BH2显微镜下观察。

    1.5 免疫组化反应

    取—右侧三叉神经节HRP呈色及加强反应后的切片,用牛血清稀释液代替Glu一抗作孵育,其余步骤同1.4,用以检查Glu免疫组化反应的特异性。
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    2 结 果

    2.1 实验组

    左侧三叉神经节切片上可见HRP单标、Glu单标、HRP-Glu双标三种细胞。HRP单标细胞胞浆内可见散在的细小的黑色颗粒(HRP反应产物),多集中分布于三叉神经节眼上颌部尾份、下颌支入节处的前方(图1)。Glu单标细胞以中小型细胞为主,胞浆呈均匀棕色,胞核不染色,大量分布于整个三叉神经节,无区域及部位差别。HRP-Glu双标细胞分布部位同HRP单标细胞,在呈均匀棕色的胞浆内散在分布着细小的黑色颗粒(图2)。6例动物的左侧三叉神经节切片,可得HRP标记细胞(HRP单标+HRP-Glu双标)52个,HRP-Glu双标细胞37个,HRP-Glu双标细胞约占HRP标记细胞的71.2%。

    右侧三叉神经节切片内未见任何HRP反应产物。

    上颌骨(含注射区牙齿)切片可见HRP反应产物局限于注射牙髓腔及根管内,未溢出至根周组织(图3)。
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    2.2 对照组

    对照切片上未见免疫反应阳性产物。

    图1 左上颌牙髓的HRP逆标神经元胞体在同侧三叉神经节中的分布位置(模式图.代表一个HRP标记神经元胞体)

    3 讨 论

    谷氨酸是哺乳动物脑内含量最多的一种氨基酸,也是重要的兴奋性神经递质。80年代后,由于其受体类型和特异性拮抗剂研究的长足进步,人们开始研究谷氨酸与痛觉信息传递的关系〔2〕。目前它在介导躯体伤害性信息向脊髓背角传递中的作用已比较肯定:予大鼠后肢皮下注射甲醛溶液后,相应区域的脊髓背角胞外Glu浓度明显升高〔4〕;微电泳Glu入离体脊髓薄片后,伤害性感受神经元放电增加,且与兴奋外周C纤维引起的作用相似〔5〕;动物鞘内注射Glu拟似物可引起咬、抓等行为改变,与注射SP引起的作用类似〔6〕。也有人报道三叉神经感觉核簇内分布着大量的Glu能纤维,因而推测它与三叉神经支配区域的感觉传导有关〔7〕
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    目前发现牙髓感觉神经中有P物质、降钙素基因相关肽和神经激肽A(NKA)存在。刘军〔11〕用免疫组化法显示了牙髓中的SP、CGRP样阳性神经纤维。作者在预实验中用同前述一样的方法,进行人和大鼠牙髓Glu免疫组化染色,同时做CGRP对照,结果牙髓中可见CGRP阳性神经纤维而未见Glu阳性终末。故认为对氨基酸类物质的染色处理方法可能与肽类物质不一样,具体方法还有待摸索,所以本实验采用了束路追踪与免疫组化相结合的方法。结果在三叉神经节中发现存在HRP-Glu双标记神经元,且双标细胞占HRP标记细胞的71.2%,说明牙髓大部分神经纤维中含有Glu。但由于HRP溶液髓腔内注射不可能标记支配相应牙髓的所有神经元,且HRP反应产物在加强后有一定丢失〔3〕

    图2 三叉神经节中的HRP单标细胞(),Glu免疫反应阳性细胞(↑)和HRP-Glu双重标记细胞(▲)
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    图3 注射牙髓腔及根管内的HRP反应产物,根周组织内示见

    HRP注射区对侧(本组为右侧)的三叉神经节内未见任何HRP反应产物,说明支配磨牙的神经纤维在初级感觉神经元内没有左、右侧的交叉。这与临床上牙痛患者左右侧定位明确的现象一致。

    支配牙髓的感觉神经来自三叉神经上、下颌支的分支。神经纤维牙髓中含有无髓鞘的C纤维和薄髓鞘的Αδ纤维〔8〕。有研究表明在人前磨牙根尖处C类纤维约占87%,而A类纤维仅占13%〔9〕。本研究结果三叉神经节中的Glu免疫反应阳性神经元以中小型细胞为主,这和人牙髓神经纤维类型的观察结果是一致的。本实验三叉神经节中支配上颌磨牙牙髓的HRP逆行标记神经元的相对集中分布位置与Marfurt〔10〕等报道的支配上颌第一磨牙牙髓的初级感觉神经元胞体的分布位置类似,注射区检查也未见追踪剂溢出至根周组织,表明注射点是准确的。
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    本研究结果表明牙髓神经纤维中存在着谷氨酸能的神经纤维,这为进一步研究谷氨酸在牙痛信息传递中的作用提供了形态学依据。

    参考文献:

    [1]Casasco A,Calligaro A,Casasco M,et al.Peptidergic nerves in human dental pulp.Histochemistry,1990,95:115

    [2]韩济生主编.神经科学纲要.北京:北京医科大学.中国协和医科大学联合出版社,1993.535~553

    [3]顾耀铭,陈以慈,叶鹿铭.钨酸钠作为稳定剂的高灵敏的HRP-TMB法.I.光镜研究.神经解剖学杂志,190,6(1):121

    [4]Skilling SR,Smullin DH,Beitz AJ,et al.Extracellular amino acid concentrations in the dorsal spinal cord of freely moving rats following veratridineand nociceptive stimulation.J Neurochem,1988,51:127
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    [5]Schneider SP,Perl ER.Selective excitation of neurons in the mammalian spinal dorsal horn by aspartate and glutamate in vitro:Correlation with location and excitatory input.Brain Res,1985,360:339

    [6]Aanonsen LM,Wilcox GL.Phencyclidine selectively blocks a spinal action of N-methyl-D-aspartate in mice.Neurosci Lett,1986,67:191

    [7]Clements JR,Beitz AJ.An electron microscopic description of glutamate-like immunoreactive axon terminals in the rat principal sensory and spinal trigeminal nuclei. J Comp Neurol,1991,309:271
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    [8]Nair PN.Neural elements in dental pulp and dentin.Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endodm,1995,80:710

    [9]Nair PNR,Schroeder HE.Number and size-spectra of non-myelinated axons of human premolars.Anat Embryol,1995,192:35

    [10]Marfurt CF,Turner DF.The central projections of tooth pulp afferent neurons in the rat as determined by the transganglionic transport of horseradish peroxidase.J Comp Neurol,1984,223:535

    [11]刘军.正常及龋病牙髓中SP与CGRP的分布特征和动态变化研究:〔学位论文〕.西安:第四军医大学口腔医学院,1995

    收稿日期:1999-04-08, http://www.100md.com