磷酸鈣生物陶瓷對成骨細胞骨相關(guān)基因表達影響的體外實驗研究.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胞的細胞增殖及骨相關(guān)基因在mRNA和蛋白質(zhì)水平的表達,研究不同磷酸鈣陶瓷的物理化學特征對成骨細胞行為,特別是骨相關(guān)基因表達的影響,以便更深入的了解磷酸鈣陶瓷的生物相容性和生物活性.成骨細胞的某些基因的表達對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.因為它們與成骨過程密切相關(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、細胞膜結(jié)合蛋白外,其他蛋白均為骨基質(zhì)蛋白.成骨細胞骨重建相關(guān)的RANKL/OPG系統(tǒng)對于成骨分化過程中的骨重建具有十分重要的意義.成骨細胞RANKL/OPG信號系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)是20世紀90年代末骨生物學研究領(lǐng)域的一個里程碑.OPG屬于TNF受體超家族的成員之一.OPG的配體是一個己知的TNF配體家族的成員RANKL.成骨細胞合成RANKL和OPG,由于成骨細胞合成并分泌的OPG具有與破骨細胞膜表面受體RANK類似的結(jié)構(gòu),因而可以與破骨細胞表

3、面RANK競爭性的結(jié)合成骨細胞分泌RANKL,從而抑制破骨細胞的活性和進一步成熟分化.上述基因的表達對于自然骨發(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,而骨相關(guān)基因的蛋白表達則通過免疫細胞化學法測定.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.細胞在磷酸鈣陶瓷上的黏附通過光學顯微鏡觀察,細胞增值則用MTS實驗檢測.該研究中,羥基

4、磷灰石的物理特征(不同燒結(jié)溫度導致的晶粒大小)可以影響成骨細胞SaOS-2的增殖速率.成骨細胞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.與對照材料相比,在1200℃燒結(jié)的羥基磷灰石對細胞的增殖沒有顯著的影響.在該實驗期間內(nèi),所有不同相組分的磷酸鈣陶瓷均可以支持成骨細胞在其表面的持續(xù)生長.成骨細胞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)溫度對骨相關(guān)基因表達的影響:骨連蛋白和Ⅰ型膠原mRNA的表達不隨表面晶粒結(jié)構(gòu)大小的改變而改變.磷酸鈣陶瓷相組分對骨相關(guān)基因表達的影響.不同磷酸鈣陶瓷對成骨細胞RANKL/OPG信號系統(tǒng)表達的影響.成骨細胞樣細胞系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表達高于其余兩種HA陶瓷上的表達.其OPG的表達沒有顯著差異.這一結(jié)果意味著低溫燒結(jié)的HA在植入體內(nèi)后可能誘導更多的骨重建.該文首次對磷酸鈣陶瓷的不同理化特征(相組分及不同的燒結(jié)溫度)對成骨細胞的行為(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)的影響進行了研究.同時,也是首次報道磷酸鈣陶瓷對成骨細胞RANKL/OPG系統(tǒng)mRNA表達的影響.該實驗的結(jié)果對于進一步了解磷酸鈣陶瓷的生物相容性和生物活性提供了