骨保护素抑制小鼠植骨气囊模型中聚乙烯磨损颗粒诱导的溶骨效应

目的运用小鼠植骨气囊模型,研究骨保护素(osteoprotegerin,OPG)减少破骨细胞骨破坏的吸收效应。方法在小鼠背部注入空气形成气囊,取同源小鼠的颅骨植入气囊内制作气囊模型。实验分成3组:空白组(气囊内注入生理盐水)、颗粒组(气囊注入聚乙烯颗粒和生理盐水)、OPG组(气囊内注入聚乙烯颗粒和OPG)。3周后取囊壁和植入颅骨组织进行HE染色检测炎症反应情况及炎症细胞渗出量;取组织匀浆液应用ELISA方法检测炎性细胞因子IL-1、TNF-α浓度;抗酒石酸酸性磷酸酶染色观察破骨细胞的分化成熟情况及应用扫描电镜检测骨片吸收情况。结果①HE染色检测炎症细胞渗出量:颗粒组[(3 812±628)个/视野]与OPG组[(3 665±297)个/视野]明显多于空白组[(1 820±598)个/视野,P<0.05]。②ELISA法检测炎性细胞因子IL-1、TNF-α浓度:颗粒组[IL-1、TNF-α浓度分别为(210.57±4.26)、(188.36±7.33)pg/ml]与OPG组[IL-1、TNF-α浓度分别为(198.59±6.90)、(179.28±2.11)pg/ml]明显多于空白组[IL-1、TNF-α浓度分别为(138.34±2.32)、(156.14±4.17)pg/ml,P<0.05]。③抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性区域面积与视野面积的百分比:颗粒组[(4.34±1.53)%]明显多于空白组[(0.89±0.12)%,P<0.05];OPG组[(0.96±0.55)%]与颗粒组相比,明显减少(P<0.05)。④应用扫描电镜检测骨片吸收陷窝面积与视野面积的百分比:颗粒组[(14.58±2.68)%]明显多于空白组[(3.09±0.62)%,P<0.05]。OPG组[(3.25±0.78)%]与颗粒组相比,有统计学差异(P<0.05)。讨论成功建立小鼠植骨气囊模型,并证实OPG对于聚乙烯颗粒所引起的炎症反应并未起到明显抑制作用,但OPG能抑制破骨细胞的分化成熟,有效减少聚乙烯磨损颗粒所致的骨吸收效应。

FTY720抑制小鼠植骨气囊模型中聚乙烯磨损颗粒诱导的骨溶解效应

目的:在小鼠植骨气囊动物模型中,观察外源性FTY720(Fingolimod,芬戈莫德)对骨溶解的抑制作用。方法:构建小鼠植骨气囊模型,将构建好气囊模型的小鼠分成4组:空白组(气囊内注入生理盐水、腹腔注射DMSO),FTY720组(气囊内注入生理盐水、腹腔注射FTY720),聚乙烯颗粒组(气囊内注入聚乙烯颗粒、腹腔注射DMSO),聚乙烯颗粒+FTY720组(气囊内注入聚乙烯颗粒、腹腔注射FTY720)。4周后处死小鼠后取气囊组织进行HE染色观察炎症反应和炎症细胞渗出情况,取组织匀浆行Elisa法检测气囊组织中IL-6和TNF-α浓度、取骨组织行电镜扫描观察骨片吸收情况,取组织匀浆行RT-PCR检测破骨细胞相关基因抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)mRNA表达水平。结果:①HE染色后炎症细胞渗出量,聚乙烯颗粒+FTY720组(4892±457)与聚乙烯颗粒组(4931±572)比较无统计学差异(P>0.05),FTY720组(2013±375)与空白组(2151±310)比较无统计学差异(P>0.05);含有聚乙烯颗粒组高于无聚乙烯颗粒组(P<0.05)。②Elisa法检测炎症因子(IL-6、TNF-α)浓度,聚乙烯颗粒+FTY720组〔(130.13±3.22)(、129.22±5.02)〕与聚乙烯颗粒组〔(149.22±6.09)(、140.52±2.68)〕比较无统计学差异(P>0.05);FTY720组〔(68.24±2.83)、(82.88±5.34)〕与空白组〔(69.51±2.31)(、74.15±4.64)〕比较没有统计学差异(P>0.05);含有聚乙烯颗粒组高于无聚乙烯颗粒组(P<0.05)。③扫描电镜检测骨片吸收面积与视野面积百分比,聚乙烯颗粒+FTY720组〔(10.21±1.78)%〕低于聚乙烯颗粒组〔(17.79±2.56)%〕,FTY720组〔(1.82±1.37)%〕低于空白组〔(6.27±2.11)%〕;并且含有聚乙烯颗粒组高于无聚乙烯颗粒组(P<0.05)。④破骨细胞相关基因TRAP mRNA表达量,聚乙烯颗粒+FTY720组(0.53±0.04)低于聚乙烯颗粒组(0.74±0.05),FTY720组(0.22±0.03)低于空白组(0.38±0.04);而含有聚乙烯颗粒组高于无聚乙烯颗粒组(P<0.05)。结论:在小鼠植骨气囊动物模型中,FTY720能有效抑制聚乙烯颗粒诱导的局部骨溶解作用。

红霉素和阿伦磷酸钠防治人工关节松动动物实验研究

[目的]应用植骨气囊模型观察红霉素和阿伦磷酸钠防治人工关节松动的效果。[方法]应用8～10周大的BALB／c小鼠建立气囊模型，气囊成熟后在气囊内植入同基因小鼠颅骨，同时在气囊内注入超高分子聚乙烯颗粒。实验分4组：空白组气囊和腹腔均注射生理盐水（阴性对照）；颗粒刺激组气囊注射聚乙烯颗粒，腹腔注射生理盐水（阳性对照）；红霉素组气囊注射聚乙烯颗粒，腹腔注射红霉素；阿伦磷酸钠组气囊注射聚乙烯颗粒，腹腔注射阿伦磷酸钠。14d后处死，取囊壁和植入颅骨组织进行组织形态学和分子生物学检测。[结果]红霉素和阿伦磷酸钠组破骨细胞激活均受抑制，两者无显著差别。但红霉素组IL-1、TNF和VEGF含量明显下降，气囊炎性反应减轻，而阿伦磷酸钠无此抗炎作用。[结论]本试验证明红霉素和阿伦磷酸钠均有可能成为延缓和治疗人工关节松动的药物。

NBD多肽与OPG联合抑制聚乙烯磨损颗粒诱导的溶骨效应

目的运用小鼠植骨气囊模型,研究NBD多肽、NBD多肽联合骨保护素(osteoprotegerin,OPG)减少骨破坏吸收防治人工关节松动的效应。方法在小鼠背部注入空气形成气囊,取同源小鼠的颅骨植入气囊内。将已制成的气囊模型的小鼠分成3组:NBD多肽组(气囊内注入聚乙烯颗粒及NBD多肽);联合组(气囊内注入聚乙烯颗粒、NBD多肽及OPG);对照组(气囊注入聚乙烯颗粒及生理盐水)。3周后取囊壁和植入颅骨组织进行HE染色检测炎症反应情况及炎症细胞渗出量;取组织匀浆液应用ELISA方法检测炎性细胞因子(IL-1、TNF)浓度;抗酒石酸酸性磷酸酶染色观察破骨细胞的分化成熟情况;应用扫描电镜检测骨片吸收情况及RT-PCR检测破骨细胞骨吸收相关基因Ⅱ型碳酸酐酶(CA-Ⅱ)mRNA表达水平。结果①HE染色检测炎症细胞渗出量NBD多肽组(870±236)、联合组(820±198)明显少于对照组(3 325±467)(P<0.05)。②ELISA法检测炎性细胞因子(IL-1、TNF)浓度NBD多肽组[(138.34±2.32)、(156.14±4.17)]与联合组[(129.32±4.62)、(148.78±5.36)]均明显低于对照组[(187.56±4.78)、(179.45±8.34),P<0.05]。③抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性区域与视野面积的百分比NBD多肽组[(1.06±0.67)%]与联合组[(0.64±0.33)%]明显少于对照组[(4.12±1.09)%],且联合组较NBD多肽组染色面积也有显著减少(P<0.05)。④应用扫描电镜检测骨片吸收陷窝面积与视野面积的百分比NBD多肽组[(4.03±0.76)%]与联合组[(2.65±0.58)%]明显低于对照组[(12.38±1.98)%];且联合组较NBD多肽组的骨片吸收面积有显著减少(P<0.05)。⑤破骨细胞骨吸收功能相关基因CA-ⅡmRNA相对表达量NBD多肽组(0.254±0.048)与联合组(0.180±0.033)明显少于对照组(0.382±0.072)。且与NBD多肽组相比,联合组表达水平也有显著减少(P<0.05)。结论 NBD多肽能明显减轻聚乙烯磨损颗粒所致的炎症反应,从而间接抑制破骨细胞激活,有效减少聚乙烯磨损颗粒所致的骨吸收效应;NBD多肽与OPG联合应用,其抑制骨吸收效应更加明显。

重组人骨形态发生蛋白2缓释体对铬磨损颗粒诱导的溶骨效应的影响

目的建立大鼠植骨气囊模型,观察在不同浓度重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP-2)缓释体干预下气囊内组织的破骨细胞分化因子(RANKL)、骨破坏素(OPG)表达情况。方法在大鼠背部注入空气形成气囊,取同源大鼠的颅骨植入气囊内。将已制成的植骨气囊模型大鼠分成5组:空白组、铬颗粒组、50μg/L rhBMP-2缓释体+铬颗粒组、100μg/L rhBMP-2缓释体+铬颗粒组和200μg/L rhBMP-2缓释体+铬颗粒组。各组分别用药处理,2周后取出囊腔内组织进行RANKL、OPG的Wester-blot、Rt-PCR检测,并对囊腔内骨片行TRAP染色,用计算机图像分析技术测定骨片破骨细胞染色面积,进行药效评价。结果 RANKL、OPG在各组囊腔组织中均有表达。骨片破骨细胞染色面积、RANKL、OPG的Wester-blot和RT-PCR结果及RANKL/OPG值,在铬颗粒组中明显高于其他4组(P<0.05);在3个rhBMP-2缓释体干预组内,随着rhBMP-2缓释体浓度增高呈递减趋势,组间差异均有统计学意义(P<0.05);在空白组和200μg/L rhBMP-2缓释体+铬颗粒组间未见明显差异(P>0.05)。结论大鼠植骨气囊模型成功的模拟了人工关节无菌性松动的生物学和组织学特征。铬颗粒可以引起RANKL/OPG值升高,促进溶骨;rhBMP-2缓释体通过降低RANKL/OPG值,从而促进成骨、抑制骨吸收效益。

抑制ERK信号转导通路对磨损颗粒诱导炎性骨溶解的影响

目的探讨抑制细胞外调节蛋白激酶(ERK)信号转导通路对磨损颗粒诱导骨溶解的影响及可能的机制。方法将45只小鼠随机分为空白对照组、钛颗粒刺激组和钛颗粒+ERK抑制剂组,每组15只。通过HE染色检测植入的小鼠颅骨及气囊壁组织中炎性反应情况;TRAP染色检测植入的小鼠颅骨及气囊壁组织中破骨细胞数目;免疫组化检测植入的小鼠颅骨及气囊壁组织中ERK及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)蛋白阳性表达情况。结果HE染色结果:与空白对照组比较钛颗粒刺激组组织标本中存在明显的炎性反应和大量炎性细胞浸润;与钛颗粒刺激组比较,钛颗粒+ERK抑制剂组炎性反应减弱,炎性细胞浸润减少。TRAP染色结果:钛颗粒刺激组阳性细胞数目多于空白对照组,钛颗粒+ERK抑制剂组阳性细胞数目相对于钛颗粒刺激组减少(P<0.05)。免疫组化染色结果:钛颗粒刺激组ERK及TNF-α阳性表达高于空白对照组,钛颗粒+ERK抑制剂组ERK及TNF-α阳性表达相对于钛颗粒刺激组减少(P<0.05)。结论经ERK信号转导通路调控小鼠磨损颗粒诱导的骨溶解中ERK及其下游炎性因子TNF-α活性,从而可能影响破骨细胞的分化和活化,进而调控炎性骨溶解发生、发展。

IL-4与骨保护素联合抑制聚乙烯磨损颗粒诱导的溶骨效应

目的运用小鼠植骨气囊模型,研究白介素-4(IL-4)与骨保护素(OPG)联合减少骨破坏吸收防治人工关节松动的效应。方法在小鼠背部注入空气形成气囊,取同源小鼠的颅骨植入气囊内。将已制成的气囊模型小鼠分成3组:对照组(气囊注入聚乙烯颗粒及生理盐水);IL-4组(气囊内注入聚乙烯颗粒及IL-4);联合组(气囊内注入聚乙烯颗粒、IL-4及OPG),3周后取囊壁和植入颅骨组织进行HE染色检测炎症反应情况及炎症细胞渗出量;取组织匀浆液应用ELISA方法检测炎性细胞因子(IL-1、TNF)浓度;抗酒石酸酸性磷酸酶染色观察破骨细胞的分化成熟情况;应用扫描电镜检测骨片吸收情况。结果(1)HE染色检测炎症细胞渗出量IL-4组、联合组明显少于对照组(P<0.05)。(2)ELISA法检测炎性细胞因子(IL-1、TNF)浓度IL-4组与联合组均明显少于对照组(P<0.05)。(3)抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性区域与视野面积的百分比IL-4组与联合组明显少于对照组,且联合组较IL-4组染色面积也有显著减少(P<0.05)。(4)应用扫描电镜检测骨片吸收陷窝面积与视野面积的百分比IL-4组与联合组明显少于对照组;且联合组较IL-4组的骨片吸收面积有显著减少。讨论证实IL-4不仅能明显减轻炎症情况,并且能明显减少破骨细胞的激活、骨破坏吸收情况,抑制聚乙烯磨损颗粒所致的骨吸收效应。IL-4与OPG联合应用于小鼠植骨气囊模型中,其抑制骨吸收效应更加明显。

FTY720在成骨-破骨环境下抑制聚乙烯磨损颗粒诱导的溶骨效应

目的观察FTY720在成骨-破骨环境下对聚乙烯磨损颗粒所致溶骨效应的影响。方法构建小鼠植骨气囊模型,随机分为4组:对照组(气囊内注入生理盐水和DMSO)、FTY720组(气囊内注入生理盐水和FTY720)、聚乙烯颗粒组(气囊内注入聚乙烯颗粒和DMSO)、聚乙烯颗粒+FTY720组(气囊内注入聚乙烯颗粒和FTY720)。3周后处死小鼠取组织标本,苏木精-伊红染色对比观察各组组织标本中细胞数量,ELISA法检测各组组织标本中IL-6、TNF-α浓度,TRAP染色对比观察各组组织标本中破骨细胞数量,电镜扫描观察各组组织标本中骨片情况,RT-PCR检测各组组织标本中核转录因子NF-κB受体(RANK)mRNA表达水平。结果①颗粒组和颗粒+FTY720组气囊中细胞聚集数量高于对照组和FTY720组(均P<0.05)。②颗粒组和颗粒+FTY720组中IL-6、TNF-α浓度高于对照组和FTY720组(均P<0.05)。③颗粒组和颗粒+FTY720组中TRAP染色阳性区域面积大于对照组和FTY720组(均P<0.05),FTY720组小于对照组,颗粒+FTY720组小于颗粒组(均P<0.05)。④颗粒组和颗粒+FTY720组中骨片吸收面积大于对照组和FTY720组(均P<0.05),FTY720组小于对照组,颗粒+FTY720组小于颗粒组(均P<0.05)。⑤RANK mRNA的表达量在FTY720组和颗粒+FTY720组,分别低于对照组和颗粒组(均P<0.05)。结论 FTY720可以通过降低RANK mRNA的表达来抑制破骨细胞的分化成熟。