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。

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。

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。