【摘要】：研究目的全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)(THA)是一種安全有效的用于治療嚴(yán)重退化、創(chuàng)傷后及其它髖關(guān)節(jié)終末期疾病的方法。然而,隨著全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)向更年輕更普遍的人群中擴(kuò)展,翻修手術(shù)也因此增多。美國THA翻修手術(shù)的概率1990年到2002年從萬分之0.95增至萬分之1.52,THA失敗的主要原因是伴有骨溶解的無菌性松動。骨溶解和無菌性松動,是假體周圍組織對假體磨損微粒做出的一種反應(yīng)結(jié)果,假體磨損微粒刺激假體周圍的各種免疫細(xì)胞表達(dá)促炎因子和促破骨性細(xì)胞因子以及其他物質(zhì)來提高破骨細(xì)胞細(xì)胞(Osteroclast,OC)的活性,并且同時抑制成骨細(xì)胞(Osteroblast,OB)的成骨活性。擾亂了骨的動態(tài)平衡,導(dǎo)致骨溶解的發(fā)生,進(jìn)而導(dǎo)致假體松動。不同材料的髖關(guān)節(jié)假體對周圍組織的刺激程度不同,在假體周圍產(chǎn)生的磨屑微粒中,鈦微粒是一種常見的成分,直徑小于10μm的鈦微粒可以活化OC細(xì)胞并使OB細(xì)胞的增殖受到抑制,誘發(fā)關(guān)節(jié)假體無菌性松動。信號素(Semaphorins)在脊椎動物中普遍存在,其家族共有八大類二十多個成員。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)該家族多個成員對OC細(xì)胞和OB細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞都發(fā)揮著重要的作用。其中信號素7A(Semaphorin 7A,Sema-7A)通過促進(jìn)破骨細(xì)胞增殖和促進(jìn)成骨細(xì)胞凋亡而在骨動態(tài)平衡中扮演著重要角色。本研究旨在探討抑制Sema-7A對鈦微粒干預(yù)后的OC細(xì)胞活化是否有抑制作用,進(jìn)一步探討Sema-7A對鈦微粒誘導(dǎo)OC細(xì)胞分化、增殖、活化干預(yù)作用的分子機(jī)制,同時探討Sema-7A對鈦微粒誘導(dǎo)OB細(xì)胞凋亡的干預(yù)作用,揭示其在預(yù)防假體周圍骨溶解的潛在價值,為治療假體周圍骨溶解提供新的思路。研究方法通過半定量反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-PCR)檢測成骨細(xì)胞前體細(xì)胞(MC3T3-E1)中的Sema-7A、plexin-C1和β1整合素亞單位(β1-integrin)以及成骨細(xì)胞標(biāo)志物:骨涎蛋白(Bone sialoprotein,BSP)、骨鈣素(Osteocalcin,OC)和Ⅰ型膠原的信使RNA(m RNA)表達(dá),Western-blot檢測MC3T3-E1細(xì)胞中磷酸化的ERK-1/2蛋白表達(dá)水平,進(jìn)行劃痕實驗觀察Sema-7A對成骨細(xì)胞遷移的影響。通過RT-PCR檢測破骨細(xì)胞前體細(xì)胞(RAW264.7)中的Sema-7A,及其受體plexin-C1和β1整合素亞單位以及破骨細(xì)胞標(biāo)志物核因子κB受體活化因子(Receptor activation of nuclear factor NF-k B,RANK)和基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)的m RNA表達(dá),用抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色法在熒光顯微鏡下觀察破骨細(xì)胞各階段的表達(dá)情況;通過Western-blot檢測Sema-7A蛋白的表達(dá)和分布。采用實時定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Q-PCR)及ELISA檢測各種炎癥因子,包括IL-1β,IL-6及TNF-α的m RNA和蛋白水平的改變情況;通過Western-blot檢測破骨細(xì)胞的標(biāo)志蛋白(RANK、MMP-9)以及磷酸化的P38蛋白表達(dá)水平變化;采用MTT法檢測破骨細(xì)胞增殖情況;應(yīng)用免疫組化觀察MMP-9、RANK蛋白表達(dá)陽性細(xì)胞的百分?jǐn)?shù);采用TRAP染色觀察及定量成熟破骨細(xì)胞的數(shù)量。采用流式細(xì)胞儀檢測成骨細(xì)胞凋亡情況;Q-PCR檢測骨涎蛋白、骨鈣素、Ⅰ型膠原蛋白的m RNA表達(dá)情況;Western-blot檢測骨涎蛋白、骨鈣素、Ⅰ型膠原蛋白的蛋白表達(dá)情況;茜素紅鈣結(jié)節(jié)染色檢測成骨細(xì)胞的礦化程度。結(jié)果在MC3T3-E1成骨細(xì)胞的分化期,Sema-7A m RNA呈現(xiàn)雙峰表達(dá),Sema-7A可誘導(dǎo)成骨細(xì)胞中磷酸化ERK1/2表達(dá)增高,并且呈現(xiàn)時間依賴性。細(xì)胞劃痕實驗證明Sema-7A干預(yù)組較聯(lián)合ERK-1/2抑制劑組愈合快,表明Sema-7A通過絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路促進(jìn)MC3T3-E1細(xì)胞遷移。在破骨細(xì)胞分化時,Sema-7A、plexin C1和β1-integrin表達(dá)在分化過程開始時是很低的,但在不成熟破骨細(xì)胞融合期升高,表明Sema-7A可能參與破骨細(xì)胞融合期的調(diào)控。鈦微�？缮险{(diào)破骨細(xì)胞炎癥因子的表達(dá),誘導(dǎo)成熟破骨細(xì)胞數(shù)量增殖,轉(zhuǎn)染Sema-7Asi RNA后可逆轉(zhuǎn)這一過程,下調(diào)炎癥因子的表達(dá),成熟破骨細(xì)胞數(shù)量也相應(yīng)減少,表明鈦微粒誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化和增殖等過程與Sema-7A蛋白的表達(dá)有關(guān)。用SB203580抑制p38 MAPK通路,檢測到破骨細(xì)胞中IL-1β、IL-6和TNF-α的表達(dá)量減少,MMP-9、RANK蛋白水平降低。由此證明,Sema-7A確實通過p38 MAPK信號通路調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞的增殖及炎癥因子的分泌。另一部分的結(jié)果提示鈦微�？梢砸种瞥晒羌�(xì)胞分化、促進(jìn)成骨細(xì)胞凋亡,過表達(dá)Sema-7A后可以使凋亡程度加重,而干擾Sema-7A后則使凋亡程度下降。進(jìn)一步的研究結(jié)果顯示,Sema-7A過表達(dá)時磷酸化ERK1/2表達(dá)增高,干擾Sema-7A后則相反,且抑制ERK1/2活性可使成骨細(xì)胞表達(dá)的骨涎蛋白、骨鈣素和I型膠原蛋白減少。通過實驗結(jié)果推測Sema-7A可能通過ERK1/2 MAPK信號通路增強(qiáng)鈦顆粒抑制鼠MC3T3-E1成骨細(xì)胞分化的抑制作用。結(jié)論一方面,Sema-7A能夠促進(jìn)成骨細(xì)胞遷移,增強(qiáng)鈦微粒對成骨細(xì)胞分化的抑制作用,且與ERK1/2 MAPK信號通路相關(guān)。此外,Sema-7A可抑制成骨細(xì)胞的礦化,促進(jìn)其凋亡。另一方面,Sema-7A可能參與了破骨細(xì)胞融合期的調(diào)控,進(jìn)一步研究表明Sema-7A具有增強(qiáng)鈦微粒促成熟破骨細(xì)胞增殖的作用,該過程也與p38 MAPK信號通路相關(guān),通過激活MAPK途徑調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞的增殖及炎癥因子的分泌。我們從細(xì)胞實驗層面證實干擾Sema-7A部分阻斷了鈦微粒誘導(dǎo)骨溶解過程的發(fā)生,進(jìn)而為臨床上用生物技術(shù)靶向治療磨損微粒誘導(dǎo)的骨溶解問題提供了一條可行的思路。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：第二軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R687.4;R318.17

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馬占龍,馬立公;大片骨溶解癥1例報告[J];實用放射學(xué)雜志;2004年03期

2 付招娣,陳曉光,施波,李燕,雷小紅,夏麗娟,韓銳;~(153)釤-乙二胺四亞甲基膦酸的止痛和抗癌骨侵襲、骨溶解作用[J];中國新藥雜志;2004年06期

3 羅鵬波;陳雷;劉彩龍;王健;張懷保;;特發(fā)性肢端骨溶解癥一例[J];中國修復(fù)重建外科雜志;2009年11期

4 黃新民;肖志勤;夏志利;劉湘林;;全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)髖臼側(cè)骨溶解的評估與處理[J];現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志;2011年19期

5 朱紹同,姚正明,趙鐘岳,郭鈐新,王新英,郭松梅;大塊骨溶解及類似大塊骨溶解樣的病變[J];北京醫(yī)學(xué);1980年05期

6 于衛(wèi)國,鄭延清,杜仁,于立明;下頜骨骨溶解癥一例報告[J];臨床口腔醫(yī)學(xué)雜志;1990年03期

7 劉立明，，劉誠;特發(fā)性骨溶解癥一例[J];皖南醫(yī)學(xué)院學(xué)報;1995年01期

8 景禮民,劉宏偉,張容軒,何國鈞;大塊骨溶解癥一例[J];上海醫(yī)學(xué);1999年03期

9 蔡燕;施勤;趙環(huán);顧巧麗;;聚甲基丙烯酸甲酯顆粒誘導(dǎo)骨溶解實驗研究[J];重慶醫(yī)學(xué);2013年34期

10 潘福海;潘曉華;;大量骨溶解癥一例[J];中外醫(yī)療;2014年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 季瀅瑤;陶惠民;;外傷后骨溶解癥[A];浙江省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會骨傷科專業(yè)委員會第十一次學(xué)術(shù)年會暨省級繼續(xù)教育學(xué)習(xí)班論文匯編[C];2005年

2 羅鵬波;陳雷;劉彩龍;王健;張懷保;;對特發(fā)性肢端骨溶解癥的認(rèn)識(附1例病例報道)[A];2009年浙江省骨科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2009年

3 畢大衛(wèi);祖罡;馬海濤;王輝;翟曉軍;;全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍骨溶解[A];2006年浙江省骨科學(xué)術(shù)會議暨浙江省脊柱脊髓學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2006年

4 康鵬德;裴福興;沈彬;周宗科;楊靜;;病灶清除植骨髖臼周圍骨溶解[A];第20屆中國康協(xié)肢殘康復(fù)學(xué)術(shù)年會論文選集[C];2011年

5 孔德寶;康鵬德;沈彬;周宗科;裴福興;楊靜;;全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后髖臼假體周圍骨溶解的診斷[A];第20屆中國康協(xié)肢殘康復(fù)學(xué)術(shù)年會論文選集[C];2011年

6 楊靜;孔德寶;康鵬德;沈彬;周宗科;裴福興;;全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后髖臼周圍骨溶解的治療[A];第20屆中國康協(xié)肢殘康復(fù)學(xué)術(shù)年會論文選集[C];2011年

7 畢大衛(wèi);祖罡;馬海濤;王輝;翟曉軍;;全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍骨溶解[A];浙江省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會骨傷科專業(yè)委員會第十二次學(xué)術(shù)年會、杭州市中醫(yī)藥協(xié)會骨傷科專業(yè)委員會第一次學(xué)術(shù)年會暨繼續(xù)教育學(xué)習(xí)班論文匯編[C];2006年

8 畢大衛(wèi);祖罡;馬海濤;王輝;翟曉軍;;全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍骨溶解[A];2008年浙江省骨科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2008年

9 嚴(yán)世貴;;低頻脈沖超聲抑制假體周圍金屬碎屑誘導(dǎo)骨溶解[A];中華醫(yī)學(xué)會第五次中青年骨質(zhì)疏松和骨礦鹽疾病學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

10 方劍利;姜月艷;鮑航行;杜文喜;肖魯偉;童培建;;一種骨溶解動物模型的評價[A];第十八屆全國中西醫(yī)結(jié)合骨傷科學(xué)術(shù)研討會論文匯編[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 記者 余海蓉　通訊員 帥菲斐;身體一塊骨頭突消失[N];深圳特區(qū)報;2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 張志強(qiáng);TWEAK-p38MAPK信號通路在人工關(guān)節(jié)假體周圍骨溶解中的作用研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2015年

2 翟贊京;雙向調(diào)控骨吸收和骨生成防治骨溶解疾病的新手段[D];上海交通大學(xué);2015年

3 叢宇;Semaphorins預(yù)防人工關(guān)節(jié)假體周圍骨溶解的基礎(chǔ)研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2016年

4 王晉東;人骨保護(hù)素基因治療抑制磨損顆粒誘導(dǎo)骨溶解的實驗研究[D];中國人民解放軍軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院;2006年

5 趙翔;低頻超聲預(yù)防聚乙烯誘導(dǎo)的假體周圍骨溶解的作用的研究[D];浙江大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉國印;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的成骨細(xì)胞凋亡在假體周圍骨溶解骨組織中的作用及機(jī)制研究[D];南京大學(xué);2014年

2 李鵬飛;二氫青蒿素對超高分子量聚乙烯顆粒誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎性釋放及骨溶解的影響[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2015年

3 謝大旺;GF109203X對PE顆粒誘導(dǎo)骨溶解的干預(yù)研究[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2016年

4 陳曦;IL-37對磨損顆粒誘導(dǎo)炎性骨溶解的抑制作用及機(jī)制研究[D];浙江大學(xué);2016年

5 俞磊;血清學(xué)骨轉(zhuǎn)化標(biāo)記物評價鈦微粒誘導(dǎo)骨溶解的研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2016年

6 季瀅瑤;外傷后骨溶解癥[D];浙江大學(xué);2003年

7 郝攀登;雷奈酸鍶干預(yù)鈷鉻鉬顆粒誘導(dǎo)骨溶解的實驗研究[D];福建醫(yī)科大學(xué);2014年

8 崔京福;淫羊藿苷對鈦顆粒誘導(dǎo)假體周圍骨溶解抑制作用的研究[D];蘇州大學(xué);2014年

9 鐘艷春;血管內(nèi)皮生長因子在磨損顆粒誘導(dǎo)骨溶解中的作用研究[D];南昌大學(xué);2012年

10 高緒仁;紅霉素抑制人工關(guān)節(jié)磨屑誘導(dǎo)的骨溶解[D];南京醫(yī)科大學(xué);2006年

本文編號：2336502