辛伐他汀在口腔頜面部應用的研究進展

王 珂，閆秀娟，蓋麗婷，張宇娜，谷 楠，肖 欣，李 毅

(吉林大學口腔醫(yī)院兒童口腔科，吉林 長春 130021)

辛伐他汀在口腔頜面部應用的研究進展

王 珂，閆秀娟，蓋麗婷，張宇娜，谷 楠，肖 欣，李 毅

(吉林大學口腔醫(yī)院兒童口腔科，吉林 長春 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。近幾年來，研究者們逐漸把目標轉(zhuǎn)移到他汀類藥物的潛在應用上。本文就辛伐他汀在口腔頜面部的應用做一綜述。

辛伐他汀；牙槽骨；牙髓細胞

辛伐他汀為他汀類家族的一種，又稱作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。近年來發(fā)現(xiàn)他汀類藥物還具有不依賴于其降脂效果的多樣性的保護作用，同時辛伐他汀在口腔領域的研究也逐漸展開。本文即將從辛伐他汀可應用于口腔頜面部的作用機制以及其對牙槽骨和牙髓細胞的作用方面的最新研究進展進行綜述。

1 辛伐他汀應用于口腔頜面部的作用機制

辛伐他汀作為一種HMG-CoA抑制劑，最初被發(fā)現(xiàn)是用來作為一種降脂藥，然而其在體內(nèi)有顯著的多靶器官效應，主要包括：(1)抗氧化及抗炎作用，主要是通過抑制異類戊二酰生物合成以減少氧自由基來達到抗氧化作用，同時可顯著減少炎性因子起到抗炎作用；(2)影響肝細胞的增殖；(3)通過抑制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)通過抑制特定的GTP結(jié)合蛋白酶來抑制破骨細胞活化，加速破骨細胞凋亡，抑制成骨細胞分化[1]。

1999年，Mundy等[2]首次報道稱洛伐他汀和辛伐他汀能夠增加切除卵巢(OVX)的嚙齒類動物的骨量；同時，許多體外的研究也進一步表明了他汀類藥物可以增加人工培養(yǎng)的成骨細胞的數(shù)量和成骨標志物的蛋白表達量，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；誘導形成血管、促使神經(jīng)細胞存活并能促進其形成神經(jīng)；促進成骨細胞分化形成新骨等作用[7-8]。

在此基礎上，辛伐他汀在口腔領域的研究也逐漸展開，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，促進種植體表面成骨[9]以及在動物體內(nèi)或者臨床上對慢性牙周炎患者局部應用辛伐他汀后，觀察牙周骨缺損修復的程度[10]等等。

2 辛伐他汀對牙槽骨的作用

眾所周知，嚴重的牙周炎不僅表現(xiàn)為牙周組織的炎癥反應，其還表現(xiàn)為牙根周圍組織如牙槽骨、牙骨質(zhì)及其他附屬器的喪失。牙周再生療法的目標是使喪失的牙周組織再生。于是，有學者將5 mg/(kg·d)的辛伐他汀通過灌腸的方式給予骨質(zhì)疏松及牙槽骨吸收的動物模型8周，結(jié)果顯示辛伐他汀可抑制模型動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胞密切相關，如成牙骨質(zhì)細胞、成骨細胞、成纖維細胞、上皮細胞及牙周韌帶細胞等。其中，牙周韌帶細胞根據(jù)需要在牙周區(qū)域能分化成成纖維細胞及硬組織形成細胞。為了研究辛伐他汀對于牙周韌帶(Periodontal Ligament Cells，PDL)細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)不同的時間，通過檢測堿性磷酸酶(Alkaline Phosphatase，ALP)的活性及骨橋蛋白(Osteopontin，OPN)、骨形成蛋白2(Bone Morphogenetic Protein，BMP-2)和鈣的含量以驗證PDL細胞的成骨作用。結(jié)果顯示低濃度的辛伐他汀(10-8mol/L)能夠促進PDL細胞的增殖及增強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和活躍的礦化。成熟的成骨細胞內(nèi)均有較高水平的ALP活性，故一般認為它是骨向分化早期的一個標志性蛋白酶。由此表明，低濃度的辛伐他汀可以促進PDL細胞的骨向分化，可能對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準大鼠脛骨骨折。我們發(fā)現(xiàn)，當這一方法藥物釋放時，洛伐他汀會提高骨折愈合率且在骨折位點提高骨的生物機械強度。由此表明，當洛伐他汀以納米粒子形式使用時，對于臨床上加速人類骨折的修復是有益的。因為辛伐他汀與洛伐他汀作用相似，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的載體，當其緩慢釋放時能夠促進牙槽骨骨量的增加。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)生物復合支架材料以探討其在局部持續(xù)低濃度下對拔牙創(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]評價了緩釋辛伐他汀微球軟膏對牙槽骨缺損區(qū)新骨形成的促進作用，其將以載辛伐他汀微球為功能成分的軟膏及對照軟膏注滿大鼠切牙拔牙窩，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)骨密度開始高于辛伐他汀組及空白組，各時間點骨密度波動不明顯。由此表明，載辛伐他汀微球緩釋軟膏可促進牙槽骨缺損的修復。另有學者通過電子噴霧的方法制備聚羥基乙酸(PLGA)微球并對其進行表征，用于載辛伐他汀促進骨再生。結(jié)果顯示了制備的PLGA微球其藥物釋放可維持更長的時間(＞3周)，且突發(fā)釋放量較小；在該微球中釋放的辛伐他汀的量能夠促進成骨細胞的增殖，促進骨再生[16]。同年，Tai等[17]將辛伐他汀包裹在具有緩釋作用的PLGA/HA復合微球中，利用小鼠為動物實驗模型，將不同濃度的復合微球移植在裂開的壞死骨上。結(jié)果表明，低劑量的辛伐他汀從PLGA/HA復合微球中釋放并增強了首次創(chuàng)傷組織愈合，心血管形成和接枝骨的細胞向內(nèi)生長，即表明PLGA/HA復合微球能促進骨再生。由此我們猜想，將辛伐他汀PLGA/HA復合微球作為一種骨誘導劑治療骨壞死或?qū)⑵渥鳛橐环N骨引導支架來治療嚴重的骨缺損將是一種不錯的選擇。

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

3 辛伐他汀對于牙髓細胞的作用

人牙髓細胞(Human dental pulp ceells，hDPCs)是一種成纖維細胞樣的多潛能性細胞。在組織受損的情況下可刺激其未分化間充質(zhì)細胞向成牙本質(zhì)細胞分化，分泌膠質(zhì)，礦化形成修復性牙本質(zhì)。口腔科醫(yī)生每天都會面對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，這些口腔常見病、多發(fā)病嚴重影響了國人的口腔、全身健康狀況及生活質(zhì)量。對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)和牙髓治療中有價值的方面。因此，活髓治療至今被認為是理想的治療的選擇[18]。從根本上來說，使用恰當?shù)纳w髓材料治療暴露牙髓的目的是促進牙髓細胞向成牙本質(zhì)細胞分化的潛力[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。氫氧化鈣由于其強堿性通常會導致患牙牙髓壞死，根管鈣化，根管內(nèi)吸收等副作用；而MTA存在價格昂貴，操作時間長，且會引起前牙變色等缺點。因此，新的有效的方法或制劑應當被發(fā)掘出來以加快和促進這一修復過程。

據(jù)Okamoto等[20]報道，辛伐他汀可以在體內(nèi)(僅為牙髓細胞植入動物體內(nèi))實驗和體外實驗中促進人牙髓干細胞形成礦化組織；Min等[21]的研究結(jié)果也顯示，辛伐他汀能促進人牙髓細胞(hDPCs)向成牙本質(zhì)細胞分化。這些研究成果預示辛伐他汀可以作為蓋髓劑應用于臨床治療。2011年，劉斐[22]為了解辛伐他汀對同步化的人牙髓細胞增殖功能的影響，將不同濃度的辛伐他汀干預誘導體外培養(yǎng)己同步化的hDPCs，初步檢測其對hDPCs增殖功能的影響。結(jié)果表明，不同濃度的辛伐他汀對同步化的hDPCs進行體外誘導培養(yǎng)后對細胞的增殖功能產(chǎn)生不同的影響，低濃度的辛伐他汀能有效的促進hDPCs增殖，高濃度的辛伐他汀則對hDPCs的增殖功能產(chǎn)生抑制作用，10-7mol/L是辛伐他汀促進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hDPCs的分化及其修復機制奠定了基礎。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)合應用研究其對hDPCs向成牙本質(zhì)細胞分化的作用，并進一步探索了細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)作為辛伐他汀誘導hDPCs向成牙本質(zhì)細胞分化的作用。結(jié)果表明，辛伐他汀通過ERK信號通路促進hDPCs的成牙本質(zhì)細胞向分化，其誘導的分化通過與EMD的聯(lián)合應用加強。這些結(jié)果共同展示了促進人牙髓細胞向成牙本質(zhì)細胞分化的新方法。

4 展望

已有的研究表明，辛伐他汀在低濃度時可以促進成骨分化，抑制破骨吸收，同時，低濃度的辛伐他汀也能夠促進人體外正常牙髓細胞增殖及分化形成修復性牙本質(zhì)。研究辛伐他汀對于牙槽骨及骨折模型的作用時，我們將辛伐他汀載入相應的載體以保證其局部低濃度緩慢釋放，從而達到修復牙槽骨及促進骨折修復的作用。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，也應該能夠影響炎性牙髓細胞的增殖和分化、促進健康和炎性牙髓細胞分泌VEGF及其促進炎癥牙髓細胞向成牙本質(zhì)細胞分化。這一想法仍需要進一步的研究。

[1]焦 靜,章 磊.辛伐他汀藥理作用及臨床新應用[J].吉林農(nóng)業(yè):學術(shù)版,2011,(2):192-192.

[2]Mundy G,Garrett R,Harris S,et al.Stimulation of bone formationin vitroand in rodents by statins[J].Science,1999,286(5446): 1946-1949.

[3]Maeda T,Matsunuma A,Kawane T,et al.Simvastatin promotes osteoblast differentiation and mineralization in MC3T3-E1 cells[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications,2001,280 (3):874-877.

[4]Ohnaka K,Shimoda S,Nawata H,et al.Pitavastatin enhanced BMP-2 and osteocalcin expression by inhibition of Rho-associated kinase in human osteoblasts[J].Biochemical and Biophysical Research Communications,2001,287(2):337-342.

[5]Sugiyama M,Kodama T,Konishi K,et al.Compactin and simvastatin,but not pravastatin,induce bone morphogenetic protein-2 in human osteosarcoma cells[J].Biochemical and Biophysical Research Communications,2000,271(3):688-692.

[6]Ho ML,Chen YH,Liao HJ,et al.Simvastatin increases osteoblasts and osteogenic proteins in ovariectomized rats[J].European Journal of Clinical Investigation,2009,39(4):296-303.

[7]Hoppe C,Kuypers F,Larkin S,et al.A pilot study of the short-term use of simvastatin in sickle cell disease:effects on markers of vascular dysfunction[J].British Journal of Haematology,2011,153(5): 655-663.

[8]Song C,Guo Z,Ma Q,et al.Simvastatin induces osteoblastic differentiation and inhibits adipocytic differentiation in mouse bone marrow stromal cells[J].Biochemical and Biophysical Research Communications,2003,308(3):458-462.

[9]Zhao S,Wen F,He F,et al.In vitroandin vivoevaluation of the osteogenic ability of implant surfaces with a local delivery of simvastatin[J].The International Journal of Oral&Maxillofacial Implants,2013,29(1):211-220.

[10]劉樹泰.辛伐他汀促進牙周組織再生的實驗研究[D].長春:吉林大學,2008.

[11]李文薈,郭 莉,任肖華,等.辛伐他汀防治頜骨吸收的實驗研究[J].中國骨質(zhì)疏松雜志,2006,11(3):362-364.

[12]Yazawa H,Zimmermann B,Asami Y,et al.Simvastatin promotes cell metabolism,proliferation,and osteoblastic differentiation in human periodontal ligament cells[J].Journal of Periodontology,2005, 76(2):295-302.

[13]Garrett IR,Gutierrez GE,Rossini G,et al.Locally delivered lovastatin nanoparticles enhance fracture healing in rats[J].Journal of Orthopaedic Research,2007,25(10):1351-1357.

[14]許瑩瑩,王 蕊,郭沖沖,等.載辛伐他汀磷酸鈣骨水泥/聚乳酸-聚羥基乙酸新型材料對拔牙創(chuàng)骨改建影響的實驗研究[J].口腔醫(yī)學研究,2011,27(011):954-956.

[15]李祥偉,張穎麗,林 權(quán),等.載辛伐他汀微球緩釋軟膏促進牙槽骨缺損修復的研究[J].北京口腔醫(yī)學,2013,20(6):314-317.

[16]Nath SD,Son S,Sadiasa A,et al.Preparation and characterization of PLGA microspheres by the electrospraying method for delivering simvastatin for bone regeneration[J].International Journal of Pharmaceutics,2013,443(1):87-94.

[17]Tai I,Fu YC,Wang CK,et al.Local delivery of controlled-release simvastatin/PLGA/HAp microspheres enhances bone repair[J].International Journal of Nanomedicine,2013,8:3895.

[18]Aguilar P,Linsuwanont P.Vital pulp therapy in vital permanent teeth with cariously exposed pulp:a systematic review[J].Journal of Endodontics,2011,37(5):581-587.

[19]Schr?der U.Effects of calcium hydroxide-containing pulp-capping agents on pulp cell migration,proliferation,and differentiation[J]. Journal of Dental Research,1985,64:541-548.

[20]Okamoto Y,Sonoyama W,Ono M,et al.Simvastatin induces the odontogenic differentiation of human dental pulp stem cellsin vitroandin vivo[J].Journal of Endodontics,2009,35(3):367-372.

[21]Min KS,Lee YM,Hong SO,et al.Simvastatin promotes odontoblastic differentiation and expression of angiogenic factors via heme oxygenase-1 in primary cultured human dental pulp cells[J].Journal of Endodontics,2010,36(3):447-452.

[22]劉 斐.辛伐他汀對同步化的人牙髓細胞增殖功能的影響[D].廣州:南方醫(yī)科大學,2011.

[23]Karanxha L,Park SJ,Son WJ,et al.Combined effects of simvastatin and enamel matrix derivative on odontoblastic differentiation of human dental pulp cells[J].Journal of Endodontics,2013,39(1): 76-82.

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目（編號：[2014]4104號）；教育部留學回國人員科研活動基金（編號：[2011]508號）

李 毅。E-mail：lyi99@jlu.edu.cn