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【研究背景】双膦酸盐性颌骨坏死(bisphosphonate-related osteonecrosis of the jaw,BRONJ)是应用双膦酸盐类药物治疗癌症和骨质疏松后的严重并发症之一。越来越多的研究表明BRONJ的发生与炎症感染中的免疫功能抑制有密切关系。作为一种重要的免疫抑制性细胞,髓源性抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSC)在BRONJ发生发展中的作用如何仍缺乏系统的研究。【研究目的】本研究将探讨白细胞介素17(Interleukin17,IL-17)对MDSC分化和增殖的影响在BRONJ发病机制中的潜在作用,分析双膦酸盐如何通过IL-17影响机体免疫功能,从而促进BRONJ的发生,以进一步揭示BRONJ的发病机制。【材料与方法】通过免疫组织化学法检测15名正常人、20名牙周炎患者和20名BRONJ患者局部病变软组织中IL-17和MDSC标志物CD33的表达情况,并探究两者的相关性。通过C57BL/6小鼠腹腔注射唑来膦酸(双膦酸盐类药物)及拔除小鼠右上颌第一磨牙,建立小鼠BRONJ模型,观察小鼠牙槽骨创伤区牙龈愈合情况、Micro-CT测量拔牙后牙槽窝骨质修复情况、组织学检测拔牙窝周围骨质破坏及坏死情况,判断BRONJ小鼠模型是否成功。利用免疫组织化学法检测拔牙+生理盐水组小鼠(4只)、拔牙+唑来膦酸未发病组小鼠(4只)、拔牙+唑来膦酸发病组小鼠(5只)牙槽骨创伤区软组织内IL-17和MDSC标志物Ly6G/Gr1的表达情况,酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测以上三组小鼠外周血中IL-17的水平,利用流式细胞术检测外周血和骨髓中MDSC(CD11b+Gr1+)及亚群单核样M-MDSC(CD11b+Ly6Chi Ly6G-)、多形核细胞样PMN-MDSC(CD11b+Ly6Clo Ly6G+)的比例变化。以评价IL-17水平改变与MDSC比例变化的相关性。最后通过骨髓细胞体外诱导MDSC,并用不同浓度的IL-17刺激MDSC 2天,利用流式细胞术检测MDSC及其亚群比例的变化,体外检测IL-17对MDSC增殖和分化的影响。并通过蛋白免疫印迹实验(Western blot,WB)测定与MDSC增殖有关的STAT3和NF-κB信号通路的变化,以验证IL-17对这两条通路中磷酸化激活水平的影响。【实验结果】1、在BRONJ患者拔牙创周围的软组织中,IL-17水平明显升高,MDSC(CD33+细胞)细胞减少,且IL-17的表达与MDSC的数量呈负相关。2、通过腹腔注射唑来膦酸(双膦酸盐类药物)125μg/kg一周两次,并于注射后第二周拔除小鼠右上颌第一磨牙,可以建立稳定的小鼠BRONJ模型,发病率约为50%。BRONJ模型成功的症状表现为拔牙创愈合差,周围牙龈破溃,明显的肿胀增生及死骨暴露,Micro CT可见小鼠牙槽窝内空虚,牙槽骨骨小梁结构和连续性丧失,拔牙窝内可见散在的高密度影像,镜下表现为大范围的炎性浸润,炎性浸润区淋巴细胞、浆细胞和中性粒细胞密集,骨小梁破坏吸收明显,有死骨形成。3、小鼠不愈合的拔牙创周围软组织中IL-17水平升高,MDSC(Ly6G/Gr1+细胞)数量减少,且高表达的IL-17与MDSC减少有关,与临床患者一致。BRONJ发病组小鼠无论是骨髓中还是外周血中MDSC所占的比例均下降,其中免疫抑制功能较强的M-MDSC亚群下降显著,而免疫抑制功能较弱的PMN-MDSC亚群无明显改变。外周血中IL-17的水平升高,进一步表明BRONJ小鼠中IL-17的升高与MDSC的比例减少密切相关,且主要抑制M-MDSC亚群的增殖。4、体外研究进一步表明,30 ng/m L的IL-17抑制了MDSC的分化增殖,其余低浓度的IL-17对MDSC的分化增殖无影响。其中主要抑制了M-MDSC的分化增殖,与体内实验研究结果一致。另外,蛋白免疫印迹实验表明30 ng/m L的IL-17抑制了MDSC细胞中STAT3和NF-κB信号通路的磷酸化水平,提示IL-17可能是通过这两条通路抑制了MDSC的分化增殖。【结论】这些发现在IL-17介导的MDSC细胞分化增殖障碍和BRONJ样病变之间建立了紧密的联系。无论在临床患者、小鼠模型还是体外实验中,IL-17的升高都抑制了MDSC的增殖,尤其是免疫抑制功能较强的M-MDSC。STAT3和NF-κB信号通路的磷酸化水平抑制可能在这一过程中起着重要的作用。