论文摘要
第一部分硅酸二钙涂层离子液对体外培养成骨细胞早期增殖、细胞周期以及凋亡的影响目的:探讨硅酸二钙涂层离子液对成骨细胞早期增殖及细胞周期、凋亡的影响及其机制。方法:将等离子喷涂的硅酸二钙涂层钛片于37℃浸泡在DMeM培养基中24小时,ICP测定培养基中Ca、P、Si离子浓度变化。含有硅酸二钙涂层离子液的DMEM培养基作为实验组,正常DMEM培养基作为对照组,分别接种MG63细胞培养。MTT法及细胞计数测定两组MG63细胞6、12、24、48、72小时细胞增殖情况;流式细胞仪测定MG63细胞12、24、48、72小时G0/G1、S、G2/M期细胞数量变化、增殖活性指标（PI）和细胞凋亡率;结果:在硅酸二钙涂层浸泡24小时后,培养基中Si离子浓度显著增加约17倍,有统计学意义（P＜0.001）,而Ca、P离子浓度略有降低,但没有统计学意义（P＞0.05）。与正常培养基中比较,在硅酸二钙涂层条件培养基中,MG63细胞增殖在各时间点明显增强,在24和72小时有统计学差异（P＜0.05）。流式细胞仪结果显示,在12、24小时,两组中处在各期细胞数量没有明显差别,在48、72小时,实验组G0/G1期MG63细胞明显降低;在72小时,实验组S期细胞较对照组增多2倍（P＜0.05）;实验组G2/M期细胞在48小时显著增多（P＜0.05）。在12、24小时,两组细胞的凋亡率都较低,未见明显差别,在48小时和72小时,实验组MG63细胞凋亡率显著高于对照组,有统计学差异（P＜0.05）。结论:硅酸二钙涂层离子液能够促进MG63细胞早期增殖,而这种作用是通过加速成骨细胞周期达到的。第二部分硅酸二钙涂层离子液对体外培养成骨细胞早期分化及成骨细胞特异性基因表达的影响目的:通过测定成骨细胞分化及成骨细胞分化相关基因的表达,探讨硅酸二钙涂层离子液对体外培养成骨细胞分化及成骨特异性基因表达的影响及其可能机制。方法:含有硅酸二钙离子溶出液的DMEM培养基作为实验组,正常DMEM培养基作为对照组,分别接种人MG63成骨细胞进行培养。分别于6、12、24、48、72小时采用生化法测定培养液中碱性磷酸酶（ALP）活性,实时定量PCR（Real time PCR）检测碱性磷酸酶（ALP）、骨钙素（OC）、Ⅰ型胶原（COL-Ⅰ）、成骨细胞特异性转录因子（Cbfal）基因表达变化,并进行比较。结果:实验组MG63细胞ALP活性在各时间点都增强,与对照组相比在6h,48h和72h有显著性差异（P＜0.05）。Real time PCR检测显示,MG63细胞Cbfal转录水平在所有时间点均较对照组上调,在6h,12h和24h有显著性差异（P＜0.05）;ALP转录水平在12h和24h较对照组显著上调（P＜0.05）,然后在48h和72h降低到对照组水平以下,但没有统计学差异（P＞0.05）;Ⅰ型胶原转录水平在各时间点均较对照组高,在24h有显著性差异（P＜0.05）;OC转录在两组早期均未检测到。结论:硅酸二钙涂层离子液能够在早期上调成骨细胞特异性基因的表达,进而促进成骨细胞的分化,加速骨的形成;硅酸二钙涂层离子液在早期增强成骨细胞的凋亡,这与成骨细胞分化增强有关。第三部分硅酸二钙涂层离子液对体外培养成骨细胞破骨细胞分化相关基因表达及其蛋白分泌的影响目的:通过测定破骨细胞分化相关基因的表达及其蛋白分泌,探讨硅酸二钙涂层离子液对破骨细胞分化的影响及可能机制。方法:含有硅酸二钙离子溶出液的DMEM培养基作为实验组,正常DMEM培养基作为对照组,分别接种人MG63成骨细胞进行培养。分别于6、12、24、48、72小时采用实时定量PCR（Real time PCR）检测OPG、RANKL、TNF-α基因表达变化,ELISA方法检测OPG、RANKL、TNF-α蛋白分泌量,并进行比较。结果:Real time PCR检测显示,实验组MG63细胞OPG转录水平在各时间点都增强并在72小时达到高峰,与对照组相比在6h,12,24和48h有显著性差异（P＜0.05）。MG63细胞RANKL转录水平在6,12h和24h非常低,在48h和72h显著增高,但实验组RANKL转录水平明显低于对照组,有显著性差异（P＜0.05）;TNF-α的转录在两组中均未检测到;实验组培养基中OPG蛋白分泌量在各时间点均高于对照组,在48h和72h有统计学意义（P＜0.05）;实验组RANKL蛋白分泌量在各时间点都低于对照组,但没有统计学差异（P＞0.05）。TNF-α蛋白分泌在各时间点均低于对照组,并在72小时有统计学差异。结论:硅酸二钙涂层离子液能够在早期上调OPG基因的表达,下调RANKL基因表达,同时促进OPG蛋白分泌,抑制TNF-α分泌,通过调节OPG/RANKL比率抑制破骨细胞的分化和活性,减少骨吸收,加速骨的形成。第四部分硅酸二钙涂层离子液对体外培养高龄来源人成骨细胞增殖、分化及对TGF-β1分泌的影响目的:探讨硅酸二钙涂层离子液对高龄来源的成骨细胞增殖、分化及TGF-β1分泌的影响及其机制。方法:采用原代培养技术从高龄患者（大于60岁）废弃骨组织分离培养出成骨细胞并鉴定。将等离子喷涂的硅酸二钙涂层钛片于37℃浸泡在DMEM培养基中72小时,ICP测定培养基中Ca、P、Si离子浓度变化。含有硅酸二钙涂层离子液的DMEM培养基作为实验组,正常DMEM培养基作为对照组,分别接种高龄来源成骨细胞培养。分别于1、3、7、14天采用MTT法测定两组成骨细胞细胞增殖情况;采用生化法检测ALP活性;ELISA方法检测TGF-β1蛋白分泌量;并进行比较。结果:与正常培养基中比较,条件培养基中硅离子浓度增加了19倍,有统计学差异（P＜0.05）,而钙和磷离子的浓度降低,但没有统计学差异（P＞0.05）。在硅酸二钙涂层条件培养基中,高龄来源成骨细胞增殖在各时间点明显增强,在第3天有统计学差异（P＜0.05）。实验组成骨细胞ALP活性始终高于对照组,并在第7天有统计学差异（P＜0.05）;ELISA结果显示在第1天和第3天,试验组中TGF-β1含量较对照组显著增高,有统计学意义（P＜0.05）,而在第7天,试验组TGF-β1含量显著下降并低于对照组,但没有统计学差异（P＞0.05）,在第14天,两组中TGF-β1含量没有明显差异（P＞0.05）;结论:硅酸二钙涂层的离子溶出液能够促进高龄来源成骨细胞增殖和分化,而这种作用是通过促进TGF-β1分泌达到的。第五部分硅酸二钙涂层离子液对体外培养成骨细胞TGF-β1分泌及其受体基因表达的影响及其机制目的:探讨硅酸二钙涂层离子液对成骨细胞增殖、分化及TGF-β1分泌及其受体基因表达的影响及其机制。方法:含有硅酸二钙涂层离子液的DMEM培养基作为实验组,正常DMEM培养基作为对照组,分别接种MG63成骨细胞培养1、3、7、14天,成骨细胞分化通过ALP活性及骨钙素（OC）及其基因的表达检测;ELISA方法检测OC,TGF-β1蛋白分泌量;采用实时定量PCR（Real time PCR）检测TGF-β1Ⅰ型受体和Ⅱ型受体基因表达变化,并进行比较。结果:在硅酸二钙条件培养基中,硅酸二钙离子溶出液能够促进MG63细胞ALP活性及OC的分泌而促进细胞的分化,ELISA结果显示在条件培养基中TGF-β1分泌较正常培养基中有所增强,同时TGF-β受体基因表达也同样增高,与正常培养基中比较,在硅酸二钙涂层条件培养基中,MG63细胞ALP活性从第3天开始增强并高于对照组,并在第7天和14天有统计学差异（P＜0.05）。骨钙素OC的分泌在14天明显高于在正常培养基中,并有统计学差异（P＜0.05）,二者的基因表达也表现为相同的趋势;ELISA结果显示在第1天和第3天,试验组中TGF-β1含量较对照组显著增高,有统计学意义（P＜0.05）,而在第7天,试验组TGF-β1含量显著下降并低于对照组,有统计学差异（P＜0.05）,在第14天,两组中TGF-β1含量没有明显差异（P＞0.05）;Real time PCR结果显示试验组中TGF-βⅠ型受体表达在第3天开始增强,在第7天达到最高峰,并与对照组有统计学差异（P＜0.05）;TGF-βⅡ型受体基因表达在各时间点均较对照组增强,但没有统计学差异（P＞0.05）。结论:硅酸二钙涂层的离子溶出液能够促进成骨细胞分化,而这种作用是通过影响TGF-β1通路达到的。
论文目录
相关论文文献
- [1].硅酸二钙离子溶出液体外促进成骨细胞早期增殖及对细胞周期的影响[J]. 苏州大学学报(医学版) 2009(03)
- [2].等离子喷涂硅酸二钙涂层与骨组织相容性的形态学研究[J]. 上海交通大学学报(医学版) 2008(05)