二甲双胍对实验性糖尿病牙周炎大鼠IL-1 IL-6 TNF-α的影响*

黄辉，黄炫赓，于大海，罗智杰，郭梦竹（.广西医科大学附属口腔医院民主门诊部，广西南宁5002；2.广西医科大学第二附属医院内分泌科，广西南宁50007；.广西医科大学第一附属医院口腔科，广西南宁5002）

慢性牙周炎是一种始发于牙菌斑的慢性非特异性炎症，龈下大量病原微生物的繁殖及代谢产物和宿主间的免疫反应是促进疾病发展的重要因素。牙周炎与糖尿病关系密切，是糖尿病的主要并发症之一[1]，影响着血糖的控制[2]，而血糖控制则影响着牙周炎的发生发展及预后。盐酸二甲双胍除具有传统的降糖作用外，对骨组织似有保护作用[3]，也有一定的抗感染作用[4]。因此，本文将探讨二甲双胍对实验性糖尿病牙周炎大鼠中相关因子[白细胞介素-1（IL-1）、IL-6和肿瘤坏死因子α（TNF-α）]表达的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 主要试剂和仪器 IL-6检测试剂盒（上海钰博生物科技有限公司），TNF-α检测试剂盒（上海森雄科技实业有限公司），IL-1检测试剂盒（合肥兰旭生物技术有限公司），酶标仪（美国Bio-Red公司）。

1.1.2 实验动物 从广西医科大学动物中心分批采购同种系的清洁级Wistar雄性大鼠240只，每只200 g左右。由电脑生成随机数字，并由此随机分为实验组、糖尿病性牙周炎组、单纯牙周炎组和空白对照组，每组60只大鼠。

1.2 方法

1.2.1 动物模型建立

1.2.1.1 糖尿病模型建立 大鼠适应性喂养3 d，给予足量的饲料，自由饮水。禁食12 h，将链脲佐菌素（STZ）在使用前用0.1 mol/L、pH 4.5的枸橼酸缓冲液配制成2%浓度，按照60 mg/kg的剂量，一次性腹腔注射。3 d后取大鼠尾静脉血检测血糖，≥19 mmol/L纳入实验组；＜19 mmol/L 则继续腹腔注射 STZ（30 mg/kg），3 d后再测血糖，≥19 mmol/L纳入实验组，＜19 mmol/L排除。

1.2.1.2 牙周炎模型建立 实验组、糖尿病性牙周炎组大鼠在糖尿病模型建立3 d后，以及单纯牙周炎组大鼠在喂养3 d后用10%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠，用直径0.2 mm正畸结扎丝加丝线结扎大鼠右上颌第一磨牙牙颈部。空白对照组大鼠适应性喂养3 d后，注射同等剂量的柠檬酸缓冲液。3 d后用10%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠，不作干预待其自然苏醒。

1.2.1.3 模型建立后的喂养及处理 四组大鼠继续普通饲料喂养。实验组大鼠给予100 mg/（kg·d）二甲双胍灌胃，其他组给予同体积蒸馏水灌胃。在模型建立、结扎后3、6、9周，每组每批取10只大鼠的尾静脉血。

1.2.2 检测指标 以酶联免疫吸附试验检测尾静脉血中IL-1、IL-6、TNF-α活性情况，按照检测试剂盒说明书具体步骤操作，应用酶标仪在450 nm处测定光密度值（OD450值）。

1.3 统计学处理 应用SPSS17.0统计软件进行数据分析，检验水准α=0.05，用重复测量数据方差分析进行数据分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组中各因子术前、术后3、6、9周水平的变化 与术前相比，实验组术后3、6、9周各因子水平均有所下降，差异有统计学意义（P＜0.05）；而其他组的各因子水平无明显变化，差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.2 球形检验结果 IL-1的4次重复测量数据之间存在高度相关性，球形检验结果比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；而IL-6和TNF-α的球形检验结果比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表 2。

2.3 个体内变异部分的计算结果 IL-1、IL-6和TNF-α 3个因子的时间及时间×分组比较，差异有统计学意义P＜0.01），时间及时间×分组的交互作用比较，差异有统计学意义（P＜0.01）。见表 3。

2.4 个体间变异部分的计算结果 不同组别、不同时间点的IL-1、IL-6和TNF-α水平比较，差异均有统计学意义（P＜0.01）。见表 4。

2.5 各组各个时点重复测量IL-1、IL-6和TNF-α水平的均数变化趋势 术前（模型建立后）空白对照组大鼠的IL-1、IL-6和TNF-α水平最低，其次是单纯牙周炎组，最高是糖尿病性牙周炎组和实验组。空白对照组、单纯牙周炎组、糖尿病性牙周炎组大鼠术后3、6、9周的IL-1、IL-6和TNF-α水平与术前相比无明显变化，但实验组则随着时间的推移而下降。见图1～3。

表1 各组中各因子术前、术后3、6、9周水平的变化（±s）

表1 各组中各因子术前、术后3、6、9周水平的变化（±s）

注：与术前比较，aP＜0.05

空白对照组组别 n 因子IL-1（pg/mL）IL-6（pg/mL）TNF-α（nmol/L）IL-1（pg/mL）IL-6（pg/mL）TNF-α（nmol/L）IL-1（pg/mL）IL-6（pg/mL）TNF-α IL-1（pg/mL）IL-6（pg/mL）TNF-α（nmol/L）10单纯牙周炎组10糖尿病性牙周炎组10实验组10术前27.36±0.93 144.35±0.82 62.05±0.83 69.48±0.69 300.70±1.21 187.70±0.61 89.64±1.11 394.31±0.57 196.67±0.90 90.05±1.05 400.14±1.07 200.95±1.43术后3周26.95±0.81 144.28±0.93 61.77±1.01 70.12±0.84 300.52±1.46 187.17±1.53 89.33±1.06 393.85±1.24 196.41±0.82 75.91±1.21a 333.23±1.67a 181.54±1.22a术后6周27.13±0.76 143.95±0.76 61.90±0.78 69.82±0.77 300.78±1.31 187.64±1.35 89.44±1.35 394.28±0.67 196.38±0.75 59.97±1.75a 255.61±1.89a 105.53±0.64a术后9周27.65±0.68 144.04±0.68 61.54±0.91 69.75±0.85 300.69±1.60 187.92±0.87 89.96±0.99 394.35±1.09 196.07±0.77 32.72±1.70a 161.96±1.24a 82.57±1.04a

表2 球形检验结果

表3 个体内变异部分的计算结果

表4 个体间变异部分的计算结果

图1 各组各个时点重复测量IL-1水平的均数变化趋势图

图2 各组各个时点重复测量IL-6水平的均数变化趋势图

图3 各组各个时点重复测量TNF-α水平的均数变化趋势图

3 讨 论

2型糖尿病不仅是一种代谢性疾病，也是一种自然免疫和亚临床炎症疾病，其发病机制与慢性低度炎症密切相关[5]。而促炎因子TNF-α、IL-6及IL-1与胰岛素抵抗和代谢综合征密切相关[6]，是糖尿病及其慢性并发症的重要发病基础。而在2型糖尿病牙周炎患者中也发现龈沟液中的 IL-8、IL-6、TNF-α、IL-1β 等水平明显比单纯牙周炎患者高[7]。说明炎症在牙周炎和糖尿病的发生发展中均起着重要作用。

二甲双胍是临床上常用的降糖药，同时也具有抗感染作用，其直接作用于腺苷三磷酸活化的蛋白激酶，在调节脂多糖诱导的IL-1β、IL-6、TNF-α等相关炎症因子的表达过程中起着重要作用[8-9]。本研究发现，在术前，实验组和糖尿病性牙周炎组大鼠的IL-1、IL-6和TNF-α水平最高，其次是单纯牙周炎组，最低是空白对照组。说明糖尿病和牙周炎均可使大鼠的IL-1、IL-6和TNF-α水平升高，而且糖尿病和牙周炎的致炎作用尚有叠加作用。空白对照组、单纯牙周炎组、糖尿病性牙周炎组大鼠术后3、6、9周的IL-1、IL-6和TNF-α水平与术前相比无明显变化，但实验组则随着时间的推移而下降。说明二甲双胍在其中起到了抑制炎症的作用，其机制可能在于二甲双胍下调了脂多糖诱导的IL-1、IL-6和TNF-α的分泌，具有直接的抗感染作用[10]。牙槽骨吸收是牙周炎的最终结局，骨改建的调节因子主要是IL-1和TNF-α，其可促进骨的吸收，因此，抑制了炎性反应就可抑制牙槽骨吸收的速度[11]。

综上所述，在糖尿病性牙周炎中IL-1、IL-6和TNF-α等炎症因子水平增高，而二甲双胍既可以有效地调节血糖，还可以改善由脂多糖引起的成骨异常，对骨组织起到一定的保护作用[3]。

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