【摘要】：研究背景股骨頭壞死是由于股骨頭發(fā)生缺血/缺氧而引起以骨壞死為特征的一類骨科難治性疾病。在正常的骨代謝過(guò)程中,骨髓干細(xì)胞會(huì)向不同方向分化,分化成成骨細(xì)胞有利于骨生成,而分化成破骨細(xì)胞則有利于骨吸收,骨生成和骨吸收相輔相成共同組成正常的骨代謝。在股骨頭壞死發(fā)生時(shí),由于組織內(nèi)部缺血/缺氧,可能會(huì)對(duì)骨髓干細(xì)胞分化及正常的骨代謝過(guò)程造成干擾。另一方面,股骨頭壞死中缺血/缺氧這一病理性過(guò)程則可能誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。但是,目前有關(guān)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、骨髓干細(xì)胞分化與股骨頭壞死之間的關(guān)系研究的并不十分清楚。關(guān)節(jié)機(jī)械加載是以生理性頻率、溫和加載力的方式施加于滑膜關(guān)節(jié)(如:肘、膝和踝關(guān)節(jié))的一類無(wú)創(chuàng)性物理康復(fù)治療方法。前期研究證明:機(jī)械加載治療可以通過(guò)促進(jìn)骨形成加速股骨頸和脛骨骨損傷的修復(fù)過(guò)程。Salubrinal是一種人工合成的eIF2a的脫磷酸化抑制劑,能夠緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激起到保護(hù)細(xì)胞的作用。前期研究表明:salubrinal可以通過(guò)降低炎癥反應(yīng)、抑制骨量丟失等途徑應(yīng)用于骨關(guān)節(jié)炎和骨質(zhì)疏松的治療。盡管機(jī)械加載和salubrinal是治療骨科疾病的有效手段,但是有關(guān)機(jī)械加載和salubrinal治療股骨頭壞死的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。研究目的為深入了解股骨頭壞死與骨髓干細(xì)胞分化及與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的關(guān)系并探索治療股骨頭壞死的新療法,本研究采用了手術(shù)創(chuàng)傷誘導(dǎo)的缺血性股骨頭壞死動(dòng)物模型。探討如下問(wèn)題:機(jī)械加載和salubrinal是否能通過(guò)改變骨髓干細(xì)胞的分化及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激過(guò)程從而調(diào)節(jié)骨重建和血管重建治療股骨頭壞死。另外,在觀察療效的基礎(chǔ)上,我們還將salubrinal作為一種研究工具,探討細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激過(guò)程在股骨頭壞死發(fā)生發(fā)展中起到的作用。研究方法實(shí)驗(yàn)一:18只SD大鼠被隨機(jī)分成三組:假手術(shù)對(duì)照組(Sham,n=6)、股骨頭壞死模型組(ON,n=6)和機(jī)械加載治療組(ON+loading,n=6)。通過(guò)手術(shù)的方法切斷股骨頭圓韌帶并結(jié)扎股骨頸造成股骨頭缺血性壞死模型,雙側(cè)股骨頭同時(shí)造模。治療方案為雙側(cè)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行機(jī)械加載治療,加載力5 N,頻率15 Hz每天每側(cè)膝關(guān)節(jié)加載5 min,治療共持續(xù)5周。隨后采用骨密度儀對(duì)動(dòng)物股骨骨礦密度和骨礦含量(BMD和BMC)等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè);采用墨汁灌注的方法對(duì)股骨頭內(nèi)部血管重建情況進(jìn)行檢測(cè);同時(shí)留取股骨頭標(biāo)本進(jìn)行組織學(xué)分析,免疫組化分析VEGF的表達(dá);取骨髓干細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)和誘導(dǎo),對(duì)骨髓細(xì)胞分化為成骨、破骨細(xì)胞等能力進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)二:60只SD大鼠被隨機(jī)分成四組:假手術(shù)對(duì)照組(Sham,n=18)、股骨頭壞死模型組(ON,n=18)、salubrinal治療組(ON+S,n=18)和給予salubrinal的假手術(shù)對(duì)照組(Sham+S,n=6)。股骨頭壞死造模方法同實(shí)驗(yàn)一。采用μ-CT和骨密度儀對(duì)大鼠股骨頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)(如:BV/TV、Tb.N、Tb.Th和Tb.Sp)和骨密度進(jìn)行檢測(cè);采用墨汁灌注的方法對(duì)股骨頭內(nèi)部血管重建情況進(jìn)行檢測(cè);同時(shí)留取股骨頭標(biāo)本進(jìn)行組織學(xué)分析;取骨髓干細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo),對(duì)成骨、破骨細(xì)胞等細(xì)胞分化能力進(jìn)行檢測(cè)。采用免疫熒光和Western blot的方法對(duì)各組股骨頭標(biāo)本中p-e IF2α、ATF4、GRP78、CHOP、VEGF和NFATc1等蛋白水平進(jìn)行了檢測(cè)。體外實(shí)驗(yàn)方面,在人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)中,采用細(xì)胞增殖、遷移、血管形成和Western blot等方法研究了salubrinal通過(guò)對(duì)抗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞的作用;同時(shí)利用成骨細(xì)胞系MC3T3-E1,通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞增殖能力、成骨細(xì)胞標(biāo)志蛋白(ALP和RUNX2)以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通路相關(guān)蛋白(p-eIF2α和ATF4)的表達(dá),研究了salubrinal通過(guò)對(duì)抗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激保護(hù)成骨細(xì)胞的作用。研究結(jié)果影像學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:股骨頭壞死模型組動(dòng)物股骨頭內(nèi)部骨量丟失嚴(yán)重,BV/TV、Tb.N、Tb.Th、B.Ar/T.Ar、BMD/BMC均明顯降低,但是Tb.Sp明顯升高;然而機(jī)械加載和salubrinal治療均可不同程度的改善上述指標(biāo)。墨汁灌注實(shí)驗(yàn)顯示模型組動(dòng)物股骨頭內(nèi)部血管灌注明顯受損,而機(jī)械加載和salubrinal治療均可改善血管灌注情況。骨髓干細(xì)胞誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)表明:模型組動(dòng)物破骨細(xì)胞異�；钴S,破骨細(xì)胞形成、遷移、粘附和凹陷形成能力均明顯增強(qiáng),而機(jī)械加載和salubrinal治療可使異常活躍的破骨細(xì)胞趨向于恢復(fù)正常。同時(shí)機(jī)械加載和salubrinal治療還可以促進(jìn)成骨細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的分化從而改善骨壞死。另外salubrinal通過(guò)改變股骨頭組織中相關(guān)因子的表達(dá)(如:上調(diào)p-eIF2α、ATF4、GRP78、VEGF以及下調(diào)NFATc1),對(duì)股骨頭壞死起到治療作用。在體外實(shí)驗(yàn)中,salubrinal通過(guò)上調(diào)相關(guān)信號(hào)通路因子(如:p-e IF2α、ATF4、GRP78、ALP和RUNX2)的表達(dá)緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,對(duì)成骨細(xì)胞和血管內(nèi)皮起到保護(hù)作用。結(jié)論本研究通過(guò)使用大鼠缺血性股骨頭壞死的動(dòng)物模型,證明了:1)股骨頭壞死發(fā)生后可引起骨壞死、骨量丟失、血管灌注減少和破骨細(xì)胞異�；钴S等表現(xiàn),而機(jī)械加載和salubrinal治療可不同程度的改善上述癥狀。2)機(jī)械加載和salubrinal治療機(jī)制可能是通過(guò)調(diào)節(jié)骨髓干細(xì)胞分化途徑實(shí)現(xiàn)的,如:抑制異�；钴S的破骨細(xì)胞、促進(jìn)成骨和成纖維細(xì)胞分化,從而改善股骨頭壞死組織內(nèi)部的血管重建和骨重建等環(huán)節(jié)。3)在股骨頭壞死發(fā)生發(fā)展過(guò)程中,細(xì)胞發(fā)生了一定程度的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,而salubrinal則可以通過(guò)eIF2α磷酸化緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激改善股骨頭壞死部位的血管重建和骨重建過(guò)程,從而發(fā)揮它的治療作用。4)隨著研究的不斷深入,機(jī)械加載和salubrinal有希望成為臨床上治療股骨頭壞死的新方法。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R681.8

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 劉大全;調(diào)節(jié)干細(xì)胞分化和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激治療股骨頭壞死的機(jī)制研究[D];天津醫(yī)科大學(xué);2017年

2 于曉兵;股骨頭壞死保髖治療的系列研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2012年

3 王上增;自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞植入聯(lián)合髓芯減壓植骨支撐術(shù)治療早中期股骨頭壞死的臨床研究[D];鄭州大學(xué);2017年

4 趙彥;富含VEGF的殼聚糖微球復(fù)合多孔鈦支架治療早期股骨頭壞死的實(shí)驗(yàn)研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2017年

，

本文編號(hào)：2389731