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低强度脉冲超声对磷酸三钙磨损颗粒诱导的假体周围骨细胞损伤的影响
目的:观察低强度脉冲超声(LIPUS)对磷酸三钙(tricalcium phosphate,TCP)磨损颗粒诱导的假体周围骨细胞(osteocyte)损伤的影响,并探讨其可能作用机理.方法:取6～8周龄ICR雄性小鼠30只,随机分为正常组、模型组和LIPUS治疗组,每组10只.模型组和LIPUS治疗组小鼠分别于第1、3、5、7、9和第11周向颅顶注射TCP磨损颗粒建立小鼠颅骨溶解模型.正常组小鼠颅顶皮肤仅接受阴性超声探头按压处理,治疗组小鼠颅顶皮肤接受LIPUS干预治疗3个月,实验结束后取颅骨.采用Micro-CT分析各组小鼠颅骨TCP磨损颗粒植入部位周围溶解情况;应用HE染色比较各组假体周围骨细胞活性;通过流式细胞术定量检测各组假体周围骨细胞凋亡情况;采用免疫印迹技术检测各组假体周围骨细胞牙本质基质蛋白(DMP-1)、骨硬化蛋白(SOST)、葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、肌醇依赖酶1α(IRE1α)、X盒结合蛋白(XBP1s)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)及磷酸化JNK(p-JNK)等蛋白表达水平.结果:与正常组比较,模型组小鼠假体周围骨细胞活性明显降低,细胞凋亡显著(P＜0.05),其特征蛋白DMP-1显著下调,SOST明显上调,造成DMP-1/SOST增加(P＜0.05),且内质网应激通路蛋白GRP78、IRE1α、XBP1s和p-JNK表达水平显著增加(P＜0.05).而LIPUS治疗组假体周围骨细胞损伤及内质网应激反应显著减弱,表现为假体周围骨细胞活性、数量和DMP-1/SOST明显增加(P＜0.05),且IRE1α-XBP1-JNK通路的活化被显著抑制(P＜0.05).结论:LIPUS可阻止TCP磨损颗粒诱导的假体周围骨细胞损伤,其作用机制可能与抑制IRE1α-XBP1-JNK信号通路介导的内质网应激反应密切相关.
关键词： 低强度脉冲超声(LIPUS) 磷酸三钙磨损颗粒 骨溶解 骨细胞 内质网应激 -
低强度脉冲超声对兔下颌骨骨折愈合中OPG/OPGL及COX-2表达的影响
目的 通过观察低强度脉冲超声(low intensity pulsed ultrasound,LIPUS)治疗新西兰大白兔下颌骨骨折后骨保护素(osteoprotegerin,OPG)、骨保护素配体(osteoprotegerin ligand,OPGL)、环氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)蛋白及mRNA的动态变化,探讨LIPUS促进骨折愈合的作用机制.方法 健康雄性新西兰大白兔84只,随机分为对照组(42只)和实验组(42只),建立下颌骨骨折模型,用LIPUS治疗,分别于术后1、3、14、21、28、56 d各取相同例数动物(n=6)处死取样.采用免疫组织化学、RT-PCR技术检测OPG、OPGL、COX-2蛋白及mRNA动态变化.结果 LIPUS治疗兔下颌骨骨折后,OPG、OPGL、COX-2蛋白浓度和mRNA及OPGL/OPG比值在不同时间点均有不同程度上调(P＜0.05),但各指标上调幅度大(P＜0.01)的时间点不同,且上调幅度无相关性,只有OPG的上调幅度与OPGL比较差异有统计学意义(P＜0.05).结论 LIPUS能促进兔下颌骨骨折部位OPG、OPGL、COX-2的表达,从而促进骨折愈合.
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低强度脉冲超声对不同钛表面骨髓间充干细胞成骨分化的影响
目的:观察低强度脉冲超声(LIPUS)对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)在钛片表面成骨分化的影响.方法:将体外培养的BMSCs分别接种于光滑钛表面和大颗粒喷砂酸蚀(SLA)钛表面,进行矿化诱导并实施超声干预和假刺激.于矿化诱导后3、7d进行碱性磷酸酶(ALP)定量检测,14 d进行ALP染色观察;矿化诱导21 d后行茜素红染色;于矿化诱导14、21 d检测成骨相关基因及蛋白表达.结果:矿化诱导后3、7d超声组ALP活性较对照组高(P＜0.05),14 d超声组与对照组相比钛片表面ALP染色明显深染;茜素红染色显示,21 d后超声组的染色更明显且形成更多的矿化结节;超声组的成骨相关蛋白成骨转录因子2、骨形成蛋白、骨桥蛋白表达增高;RT-PCR检测到成骨相关基因、ALP、成骨转录因子2、骨形成蛋白、骨桥蛋白、骨钙素、Ⅰ型胶原蛋白均有不同程度表达增高(P＜0.05).结论:LIPUS可以促进光滑及SLA钛表面BMSCs的成骨分化.
