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氧化应激对磷酸三钙磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解的影响及其机制
目的:探讨氧化应激对磷酸三钙(TCP)磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解的影响及其作用机制.方法:36只雄性ICR小鼠随机分为3组(n=12):假手术(Sham)组、TCP磨损颗粒(TCP)组和N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)组.将TCP磨损颗粒30 mg包埋于小鼠颅骨顶部构建假体周围骨溶解模型,于术后第2天颅顶骨膜局部注射NAC(1.0 mg/kg),隔日1次,持续2周后处死动物采血、取颅骨.抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色观察小鼠颅骨假体周围骨溶解情况;ELISA和化学比色法检测血清中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)、白介素-6(IL-6)和总抗氧化能力(T-AOC)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性;Western blot检测假体周围骨组织中内质网应激标志蛋白葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)、磷酸化PERK(p-PERK)、真核细胞翻译起始因子2α(eIF2α)和磷酸化eIF2α(p-eIF2α)的表达.结果:与Sham组比较,TCP组小鼠血清TNF-α、IL-1β和IL-6水平及假体周围骨溶解面积显著增加(P＜0.05),T-AOC含量和SOD活性明显降低(P＜0.05),GRP78蛋白质表达、p-PERK/PERK和p-eIF2α/eIF2α值显著升高.与TCP组比较,NAC组小鼠血清TNF-α、IL-1β和IL-6水平及骨溶解面积明显减少(P＜0.05),血清T-AOC含量和SOD活性明显增加(P＜0.05),GRP78蛋白质表达、p-PERK/PERK和p-eIF2α/eIF2α值明显降低.结论:抑制氧化应激可阻止TCP磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解,其机制可能与PERK/eIF2α通路的失活有关.
关键词： TCP磨损颗粒 骨溶解 氧化应激 PERK/eIF2α通路 小鼠 -
磷酸三钙磨损颗粒诱导小鼠假体周围骨细胞损伤的作用
目的:研究磷酸三钙(TCP)磨损颗粒是否能诱导小鼠颅骨假体周围骨细胞损伤,并探讨其作用机制.方法:36只雄性ICR小鼠随机分为3组(n=12):假手术组(Sham)、模型(TCP)组和3-甲基腺嘌呤(3-MA)组,采用TCP磨损颗粒30 mg置于小鼠颅骨中缝骨膜外缝合皮肤构建小鼠颅骨溶解模型.3-MA处理组小鼠于术后第2天颅顶皮下注射自噬的特异性抑制剂3-MA(1.0 mg/kg),2d1次,2周后处死动物取血清和颅骨.Micro-CT分析各组小鼠颅骨骨密度(BMD)、骨体积分数(BVF)和骨吸收孔(porosity)数;HE染色和流式细胞术检测各组假体周围骨细胞活性及凋亡情况;ELISA法检测各组血清中骨细胞特征蛋白牙本质基质蛋白(DMP-1)和骨硬化蛋白(SOST)水平;Western blot法检测各组假体周围骨细胞中DMP-1、SOST和自噬关键分子Beclin-1及微管相关蛋白1轻链3(LC-3)等蛋白的表达.结果:与Sham组比较,TCP组假体周围骨细胞活性明显降低,骨细胞死亡及凋亡显著增加(P＜0.05),血清SOST水平及其蛋白表达明显增加,而血清DMP-1水平及其蛋白表达显著减少(P＜0.05),Beclin-1表达增加,LC-3Ⅰ向LC-3Ⅱ转换明显增加;与TCP组比较,3-MA组假体周围骨细胞损伤明显加重,骨细胞凋亡显著增加(P＜0.05).结论:TCP磨损颗粒可通过激活凋亡和自噬而诱导假体周围骨细胞损伤,促进假体周围骨溶解和关节无菌性松动.
