PI3K/Akt信号通路在磷酸三钙磨损颗粒诱导小鼠颅骨溶解中的作用

目的:研究PI3K/Akt信号通路在磷酸三钙(tricalcium phosphate,TCP)磨损颗粒诱导小鼠颅骨溶解中的作用。方法:36只雄性ICR小鼠随机分为假手术组(Sham)、模型组(TCP)和LY294002处理组,每组12只。取TCP磨损颗粒30 mg置于颅顶后缝合皮肤构建小鼠颅骨溶解模型。LY294002处理组小鼠于术后第2天颅顶局部注射PI3K抑制剂LY294002(5 mg·kg^(-1)),每周3次;假手术组小鼠颅骨顶仅注射生理盐水,注射时间与LY294002一致。2周后处死动物取骨膜和颅骨。通过Micro-CT分析小鼠颅骨溶解情况、骨密度(bone mineral density,BMD)和骨矿含量(bone mineral content,BMC);HE染色观察颅骨表面炎症反应及破骨细胞(osteoclasts)形成;Real-time PCR检测骨组织中破骨细胞生成标志物抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase,TRAP)、组织蛋白酶K(cathepsin K,Cst K)、核因子κB受体活化因子配体(receptor activator for nuclear factor-κB kigand,RANKL)和c-Fos的m RNA水平;ELISA检测骨膜中炎症因子TNF-α、IL-1β和IL-6等水平;Western Blotting检测颅骨组织Akt、p-Akt Ser473和p-AktThr308等蛋白表达变化。结果:Micro-CT和组织形态学分析结果显示,PI3K抑制剂LY294002能明显抑制TCP磨损颗粒诱导小鼠颅骨溶解和破骨细胞形成(P<0.05),增加BMD和BMC含量(P<0.05);下调破骨细胞生成标志物TRAP、Cst K、RANKL和c-Fos等m RNA水平(P<0.05),并抑制炎症因子TNF-α、IL-1β和IL-6的释放(P<0.05);而且LY294002显著减弱TCP磨损颗粒诱导的Akt信号蛋白活化,导致p-Akt S-er473和p-AktThr308等蛋白表达明显下调(P<0.05)。结论:PI3K/Akt信号通路参与调控TCP磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解,可作为假体周围骨溶解和关节松动的治疗靶标。