本文關(guān)鍵詞： 無(wú)菌性松動(dòng) SIRT1 磨損微粒 巨噬細(xì)胞 成骨細(xì)胞 骨溶解 NF-κB p53　出處：《南京大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：背景:人工關(guān)節(jié)無(wú)菌性松動(dòng)(aseptic prosthesis loosening)作為初次全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)及全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)遠(yuǎn)期失敗的最主要的原因之一,與假體周?chē)匝装Y和骨代謝紊亂密切相關(guān)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于無(wú)菌性松動(dòng)的機(jī)制研究主要集中于局部多種細(xì)胞與磨損微粒間的相互作用,主要表現(xiàn)為人工關(guān)節(jié)假體周?chē)穆匝装Y以及骨溶解的發(fā)生。然而,多年大量的研究并未探明無(wú)菌性松動(dòng)發(fā)生發(fā)展的具體機(jī)制以及有效的防治手段。而Sirtuin 1(SIRT1)基因已經(jīng)被越來(lái)越多的研究證明參與與衰老相關(guān)的一系列疾病,如神經(jīng)退變性疾病、代謝性疾病、心血管疾病、腫瘤以及骨質(zhì)疏松的發(fā)生和發(fā)展。最新的研究表明,在SIRT1基因敲除小鼠中可觀察到由于顯著的骨形成減少而導(dǎo)致的的骨量下降。另一方面,在多種炎性疾病,如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中,SIRT1基因也發(fā)揮著關(guān)鍵有效的抗炎作用。而SIRT1基因是否在人工關(guān)節(jié)無(wú)菌性松動(dòng)的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用,其具體機(jī)制如何,能否作為無(wú)菌性松動(dòng)治療的有效靶點(diǎn),目前研究尚未清楚。方法:我們首先在臨床上收集了初次髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后發(fā)生無(wú)菌性松動(dòng)患者的臨床資料與假體周?chē)慕缒そM織,并以無(wú)松動(dòng)患者的臨床資料及假體周?chē)M織作為對(duì)照組。應(yīng)用Western Blot與免疫熒光的方法在無(wú)菌性松動(dòng)患者與無(wú)松動(dòng)患者的組織中檢測(cè)SIRT1基因的蛋白表達(dá)是否有明顯差異,并應(yīng)用ELISA的方法檢測(cè)無(wú)菌性松動(dòng)患者與無(wú)松動(dòng)患者組織中炎癥因子的表達(dá)。然后通過(guò)制備了兩種常見(jiàn)的人工關(guān)節(jié)假體金屬磨損微粒(TiAlV4和CoCrMo微粒),體外刺激單核-巨噬細(xì)胞和成骨細(xì)胞,ELISA檢測(cè)以及qPCR檢測(cè)單核巨噬細(xì)胞及成骨細(xì)胞內(nèi)炎癥因子表達(dá)的變化,MTT檢測(cè)成骨細(xì)胞數(shù)量的變化以及流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)成骨細(xì)胞凋亡的情況;利用SIRT1激活劑白藜蘆醇以及SIRT1的抑制劑EX527明確SIRT1與磨損微粒誘導(dǎo)慢性炎癥及成骨細(xì)胞凋亡的關(guān)系。并進(jìn)一步通過(guò)慢病毒轉(zhuǎn)染在單核巨噬細(xì)胞及成骨細(xì)胞中過(guò)表達(dá)SIRT1,尋找SIRT1與磨損微粒誘導(dǎo)慢性炎癥及成骨細(xì)胞凋亡密切相關(guān)的直接證據(jù),并進(jìn)一步探究SIRT1下游基因的表達(dá)及信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。最后構(gòu)建小鼠顱骨骨溶解模型,并使用白藜蘆醇進(jìn)行干預(yù),microCT及甲苯胺藍(lán)觀察小鼠模型骨溶解的情況,ELISA及qPCR檢測(cè)類界膜組織及骨組織中的炎癥因子表達(dá),HE染色和qPCR觀察成骨細(xì)胞的數(shù)量及功能,進(jìn)一步探究SIRT1作為人工關(guān)節(jié)無(wú)菌性松動(dòng)治療靶點(diǎn)的可能。結(jié)果:初次髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后發(fā)生無(wú)菌性松動(dòng)的患者假體周?chē)M織中SIRT1的蛋白表達(dá)顯著低于對(duì)照組。磨損微粒能誘導(dǎo)單核-巨噬細(xì)胞及成骨細(xì)胞內(nèi)SIRT1蛋白的表達(dá)下調(diào),并能顯著促進(jìn)炎癥因子的表達(dá)(IL-6、TNF-α、IL-1β)。另一方面,磨損微粒也能在體外顯著減少成骨細(xì)胞的數(shù)量以及促進(jìn)成骨細(xì)胞凋亡。而SIRT1的激活劑白藜蘆醇能通過(guò)NF-κB信號(hào)通路顯著抑制磨損微粒誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞和成骨細(xì)胞的炎癥因子表達(dá)水平的上升,并能通過(guò)p53信號(hào)通路顯著抑制磨損微粒誘導(dǎo)的成骨細(xì)胞的凋亡。SIRT1在巨噬細(xì)胞及成骨細(xì)胞中過(guò)表達(dá)能顯著抑制磨損微粒刺激的炎癥因子的表達(dá)水平上升及成骨細(xì)胞凋亡。白藜蘆醇在小鼠顱骨骨溶解模型中能顯著降低骨溶解的嚴(yán)重程度,也能顯著降低類界膜組織及骨組織中炎癥因子的表達(dá),并能顯著提高成骨細(xì)胞的數(shù)量、堿性磷酸酶(ALP)的活性以及骨形成相關(guān)基因的表達(dá)(Runx2、Ocn、Dkkl、Sost、Osx)。結(jié)論:SIRT1基因在人工關(guān)節(jié)無(wú)菌性松動(dòng)的發(fā)生機(jī)制中發(fā)揮著重要作用,SIRT1能抑制磨損微粒誘導(dǎo)的局部炎癥反應(yīng)和成骨細(xì)胞的凋亡。本研究揭示了人工關(guān)節(jié)無(wú)菌性松動(dòng)的一種新的治療策略,為該疾病的治療及藥物研發(fā)提供了一個(gè)潛在的靶點(diǎn)。
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【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R687.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1514379