磷酸鈣生物陶瓷對(duì)成骨細(xì)胞骨相關(guān)基因表達(dá)影響的體外實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、該文試圖通過定量檢測體外培養(yǎng)于不同磷酸鈣陶瓷表面的成骨細(xì)胞的細(xì)胞增殖及骨相關(guān)基因在mRNA和蛋白質(zhì)水平的表達(dá),研究不同磷酸鈣陶瓷的物理化學(xué)特征對(duì)成骨細(xì)胞行為,特別是骨相關(guān)基因表達(dá)的影響,以便更深入的了解磷酸鈣陶瓷的生物相容性和生物活性.成骨細(xì)胞的某些基因的表達(dá)對(duì)骨代謝具有十分重要的意義.它們是:堿性磷酸酶,Ⅰ型膠原,骨鈣蛋白,骨涎蛋白,骨橋蛋白和骨連蛋白.因?yàn)樗鼈兣c成骨過程密切相關(guān),故被稱為骨相關(guān)基因.在這些基因中,除了堿性磷酸酶是一種

2、細(xì)胞膜結(jié)合蛋白外,其他蛋白均為骨基質(zhì)蛋白.成骨細(xì)胞骨重建相關(guān)的RANKL/OPG系統(tǒng)對(duì)于成骨分化過程中的骨重建具有十分重要的意義.成骨細(xì)胞RANKL/OPG信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)90年代末骨生物學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)里程碑.OPG屬于TNF受體超家族的成員之一.OPG的配體是一個(gè)己知的TNF配體家族的成員RANKL.成骨細(xì)胞合成RANKL和OPG,由于成骨細(xì)胞合成并分泌的OPG具有與破骨細(xì)胞膜表面受體RANK類似的結(jié)構(gòu),因而可以與破骨細(xì)胞表

3、面RANK競爭性的結(jié)合成骨細(xì)胞分泌RANKL,從而抑制破骨細(xì)胞的活性和進(jìn)一步成熟分化.上述基因的表達(dá)對(duì)于自然骨發(fā)生、骨生長,骨折愈合及骨重建都具有十分重要的意義,標(biāo)志著骨的正常發(fā)生和形成.該研究中,我們采用該技術(shù)研究骨相關(guān)基因的mRNA表達(dá),而骨相關(guān)基因的蛋白表達(dá)則通過免疫細(xì)胞化學(xué)法測定.磷酸鈣陶瓷的相組分通過XRD檢測,陶瓷表面形貌通過掃描電鏡觀察.細(xì)胞在磷酸鈣陶瓷上的黏附通過光學(xué)顯微鏡觀察,細(xì)胞增值則用MTS實(shí)驗(yàn)檢測.該研究中,羥基

4、磷灰石的物理特征(不同燒結(jié)溫度導(dǎo)致的晶粒大小)可以影響成骨細(xì)胞SaOS-2的增殖速率.成骨細(xì)胞SaOS-2在高溫(1200℃)燒結(jié)的羥基磷灰石表面的增殖速率要明顯高于低溫(800℃)燒結(jié)的羥基磷灰石表面的增殖速率.與對(duì)照材料相比,在1200℃燒結(jié)的羥基磷灰石對(duì)細(xì)胞的增殖沒有顯著的影響.在該實(shí)驗(yàn)期間內(nèi),所有不同相組分的磷酸鈣陶瓷均可以支持成骨細(xì)胞在其表面的持續(xù)生長.成骨細(xì)胞SaOS-2在純羥基磷灰石陶瓷表面和在其它兩種雙相磷酸鈣陶瓷表面的

5、生長曲線沒有十分明顯的差異.但是,成骨細(xì)胞在磷酸三鈣陶瓷表面的增殖速率卻顯著低于在其他三種材料表面.羥基磷灰石陶瓷燒結(jié)溫度對(duì)骨相關(guān)基因表達(dá)的影響:骨連蛋白和Ⅰ型膠原mRNA的表達(dá)不隨表面晶粒結(jié)構(gòu)大小的改變而改變.磷酸鈣陶瓷相組分對(duì)骨相關(guān)基因表達(dá)的影響.不同磷酸鈣陶瓷對(duì)成骨細(xì)胞RANKL/OPG信號(hào)系統(tǒng)表達(dá)的影響.成骨細(xì)胞樣細(xì)胞系SaOS-2在不同燒結(jié)溫度的HA陶瓷表面培養(yǎng)3天和6天后,在800℃燒結(jié)的陶瓷表面上SaOS-2的RANKL

6、mRNA表達(dá)高于其余兩種HA陶瓷上的表達(dá).其OPG的表達(dá)沒有顯著差異.這一結(jié)果意味著低溫?zé)Y(jié)的HA在植入體內(nèi)后可能誘導(dǎo)更多的骨重建.該文首次對(duì)磷酸鈣陶瓷的不同理化特征(相組分及不同的燒結(jié)溫度)對(duì)成骨細(xì)胞的行為(黏附,增殖,分化和骨相關(guān)基因在mRNA轉(zhuǎn)錄及蛋白質(zhì)合成水平上的表達(dá))的影響進(jìn)行了研究.同時(shí),也是首次報(bào)道磷酸鈣陶瓷對(duì)成骨細(xì)胞RANKL/OPG系統(tǒng)mRNA表達(dá)的影響.該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對(duì)于進(jìn)一步了解磷酸鈣陶瓷的生物相容性和生物活性提供了