当前位置:主页 > 医学论文 > 口腔论文 >

饥饿诱导环境下成骨细胞自噬与凋亡作用状况的初步研究

发布时间:2018-09-14 14:28
【摘要】:在正畸治疗的过程中,牙齿受到大小合适、方向适宜的正畸力后,压力侧牙槽骨中成骨细胞会大量死亡,破骨细胞增生,导致牙槽骨吸收;张力侧成骨细胞增生,牙槽骨新骨形成,这种发生在牙槽骨的骨组织改建是正畸牙齿移动的基础[1]。目前研究认为,压力侧牙槽骨包括成骨细胞在内的骨细胞大量死亡,是因为正畸力作用下,牙槽骨局部微环境发生了改变,这其中包括压力侧牙周膜压缩变窄、提供营养和氧气的毛细血管在正畸力作用下管腔变窄,循环受阻,血供减少[2],这就导致了压力侧牙槽骨组织细胞处于一个低氧、营养缺乏的饥饿环境[3],那么这种环境是如何造成牙槽骨吸收、压力侧牙槽骨细胞大量死亡的呢?细胞死亡的三种方式:坏死、自噬、凋亡[4],在适宜的正畸力作用下,牙槽骨改建属于牙齿的生理性改建,骨组织不会发生细胞坏死等病理性改变,自噬与凋亡都属于细胞自身主导的程序性死亡方式,他们都分别在压力侧骨组织细胞死亡的过程中扮演了什么样的角色?相互关系如何?本研究针对这个问题,通过建立比格犬正畸牙齿移动模型,在体研究分析了压力侧牙槽骨正畸改建过程中自噬与凋亡表达水平的变化,并进一步通过细胞体外实验观察了成骨细胞在饥饿环境下自噬与凋亡表达水平的变化及相互关系,对压力侧骨组织细胞的消亡关系进行了初步研究。本课题研究内容包括以下两个方面:1.牙齿移动过程中牙槽骨组织细胞自噬与凋亡水平变化的动物实验研究目的:建立比格犬正畸牙齿移动模型,检测在正畸力作用下,压力侧牙槽骨组织形态学变化和骨组织细胞中自噬与凋亡的表达情况。方法:将6只成年比格犬的24颗尖牙随机分为空白对照组、正畸加力组。空白对照组无任何处理,正畸加力组牙齿以种植钉为支抗,以150g正畸力远中移动尖牙,建立比格犬尖牙远中移动模型,按正畸力作用时间分为正畸加力7天组、14天组、28天组。观察正畸力作用下牙齿移动效果,通过he方法分析其压力侧骨组织改建情况,利用免疫组化染色及westernblot方法,分析压力侧牙槽骨组织中自噬与凋亡的作用情况。结果:比格犬尖牙在正畸力作用下,①和空白对照组相比,各实验组尖牙远中移动明显(p0.05),牙齿在正畸力作用下,随作用时间的增加移动距离不断增长(p0.05);②westernblot显示与空白对照组相比,压力侧牙槽骨组织中lc3-Ⅱ/lc3-Ⅰ转化率迅速上升,7天到达顶峰(p0.05),caspase3蛋白表达水平7天后迅速升高,28天到达顶峰(p0.05);③he结果显示与空白对照组相比,压力侧牙槽骨组织随着正畸力作用时间的延长吸收情况不断加重;④免疫组化染色结果显示加力7天组和28天组的lc3染色为阳性,caspase3染色在正畸加力14天组和加力28天组为阳性。结论:适宜的矫治力持续作用下,压力侧牙槽骨组织骨细胞早期出现自噬反应增强的现象,此时骨吸收现象不明显;随着矫治力持续作用,自噬减弱,凋亡开始出现,骨吸收程度也不断加重。这一结果提示,压力侧牙槽骨组织骨细胞早期出现自噬反应增强可能是一种组织保护机制,可以延迟凋亡作用的出现。2.饥饿诱导环境下小鼠成骨细胞自噬与凋亡相互作用的实验研究目的:探讨饥饿条件下自噬与凋亡在小鼠成骨细胞中的发生情况与相互关系。方法:培养初代mc3t3-e1小鼠成骨细胞系,将其分为饥饿诱导组与3-甲基腺素(3-ma)预处理饥饿诱导组。其中,饥饿诱导组采用单纯饥饿诱导法,用厄尔氏平衡盐溶液(earle’sbalancedsaltsolution,ebss)培养1h、2h、3h、4h、5h、6h。3-ma是一种特异性自噬抑制剂,在3-ma预处理饥饿诱导组中,正常培养的小鼠成骨细胞加入3-MA预处理1 h后,再用EBSS平衡盐溶液培养1 h、2h、3 h、4 h、5 h、6 h。应用透射电子显微镜观察饥饿诱导组小鼠成骨细胞自噬与凋亡的形态学变化,应用Western blot免疫印迹法和Annexin V-FITC/PI双标记流式细胞术检测小鼠成骨细胞中自噬相关蛋白LC3,凋亡相关蛋白caspase 3表达水平的变化。结果:①透射电镜结果显示单纯饥饿诱导条件下,细胞在2 h前以自噬为主,2 h后以凋亡为主,并随着时间的延长,凋亡水平逐渐增高;②Western blot结果显示与饥饿诱导组相比,3-MA预处理饥饿诱导组的LC3转化水平在1 h、2 h、3h、4 h、5 h、6 h都出产生了明显的下降趋势(P0.05),caspase 3蛋白表达水平在1 h、2 h、3 h和4 h增高(P0.05),但0 h、5 h和6 h无差异(P0.05);③Annexin V-FITC/PI检测结果证明和单纯饥饿诱导组相比,3-MA预处理组仅在1 h、2 h、3h和4 h促进了细胞凋亡(P0.05),而并未影响到0 h、5 h和6 h的细胞凋亡(P0.05)。结论:在饥饿诱导环境成骨细胞早期发生的自噬作用,可能是细胞避免死亡的一种保护机制,延迟凋亡作用出现的时间。本研究中体内、体外两方面的实验结果初步说明,当正畸力作用于牙齿后,其压力侧牙槽骨组织早期出现的自噬作用加强现象可能是骨组织细胞对抗氧气、营养不足的一种保护机制,可以拮抗、延缓凋亡作用的出现。一旦这种机体保护机制减弱、消失,骨组织细胞就会因凋亡作用的增强而大量消亡、骨组织也随之吸收。
[Abstract]:In the process of orthodontic treatment, a large number of osteoblasts in alveolar bone on the pressure side will die and osteoclasts will proliferate, leading to alveolar bone resorption; osteoblasts on the tension side will proliferate, alveolar bone new bone formation, which occurs in the alveolar bone tissue remodeling is the basis of orthodontic tooth movement [1]. Current studies suggest that a large number of osteoblasts, including osteoblasts, in the pressure-side alveolar bone die because of changes in the local microenvironment of the alveolar bone under orthodontic forces, including narrowing of the pressure-side periodontal ligament, narrowing of the capillaries that provide nutrients and oxygen under orthodontic forces, narrowing of the lumen, blocking of circulation and decreasing of blood supply [2]. This leads to a hypoxic, nutrient-deficient starvation environment for alveolar bone cells on the pressure side [3]. How does this environment result in alveolar bone resorption and a large number of alveolar bone cells on the pressure side die? Three ways of cell death: necrosis, autophagy, apoptosis [4], alveolar bone remodeling belongs to teeth under the appropriate orthodontic force. Physiological remodeling, bone tissue will not occur cell necrosis and other pathological changes, autophagy and apoptosis belong to the cell-dominated mode of programmed death, they are respectively in the pressure side of bone tissue cell death in the process of what role? How is the relationship? This study aimed at this problem, through the establishment of beagle dogs correct The expression of autophagy and apoptosis in pressure-side alveolar bone during orthodontic remodeling was studied in vivo. The expression of autophagy and apoptosis in osteoblasts under starvation was observed in vitro, and the relationship between autophagy and apoptosis was studied. The main contents of this study include the following two aspects: 1. Animal experimental study on the changes of autophagy and apoptosis of alveolar bone cells during tooth movement Objective: To establish a model of orthodontic tooth movement in beagle dogs and detect the morphological changes of alveolar bone on the pressure side and autophagy and apoptosis in bone tissue cells under orthodontic force. Methods: Twenty-four canines of six adult beagles were randomly divided into two groups: the control group and the orthodontic afterburner group. The effect of orthodontic force on tooth movement was observed. The remodeling of alveolar bone tissue on the pressure side was analyzed by he method. The effects of autophagy and apoptosis in alveolar bone tissue on the pressure side were analyzed by immunohistochemical staining and Western blot. Compared with the control group, the distal movement of canines in each experimental group was obvious (p0.05), and the distal movement of teeth increased with the increase of orthodontic force (p0.05). 2) Western blot showed that compared with the blank control group, the transformation rate of lc3-II/lc3-I in alveolar bone tissue on the pressure side increased rapidly, reached the peak on 7 days (p0.05), and caspase-3 protein expression level reached the peak on 7 days. The results of he showed that the absorption of alveolar bone tissue on the pressure side was aggravated with the extension of orthodontic treatment time compared with the blank control group; the results of immunohistochemical staining showed that LC3 staining was positive in the 7-day group and 28-day group, and caspase 3 staining was positive in the 14-day group and 28-day group after orthodontic treatment. CONCLUSION: The autophagy of alveolar bone cells on the pressure side was enhanced at the early stage under the sustained effect of appropriate orthodontic force, but the bone resorption was not obvious at this time. With the sustained effect of orthodontic force, the autophagy was weakened, the apoptosis began to appear, and the bone resorption was aggravated. Early enhancement of autophagy may be a tissue protective mechanism that delays apoptosis. 2. Experimental study on the interaction between autophagy and apoptosis of mouse osteoblasts in starvation-induced environment Objective: To investigate the occurrence and correlation of autophagy and apoptosis in mouse osteoblasts under starvation. C3t3-e1 mouse osteoblasts were divided into starvation-inducing group and starvation-inducing group pretreated with 3-methyladenine (3-ma). starvation-inducing group was treated with simple starvation-inducing method and cultured with earle's balanced salt solution (ebss) for 1 h, 2 h, 3 h, 4 h, 5 h, 6 h.3-ma, which was a specific autophagy inhibitor. In the starvation-induced group, the normal cultured osteoblasts were pretreated with 3-MA for 1 h, then cultured in EBSS equilibrium salt solution for 1 h, 2 h, 3 h, 4 h, 5 h and 6 h. The morphological changes of autophagy and apoptosis of osteoblasts in the starvation-induced group were observed by transmission electron microscopy. Western blot immunoblot and Annexin V-FITC/PI flow cytometry were used. The expression of autophagy-related protein LC3 and apoptosis-related protein caspase-3 in mouse osteoblasts were detected by cytometry. Results: The results of transmission electron microscopy showed that autophagy was predominant before 2 hours and apoptosis was predominant after 2 hours under starvation-induced condition, and the level of apoptosis gradually increased with the prolongation of time. Compared with starvation induction group, the level of LC3 transformation in 3-MA pretreatment starvation induction group decreased significantly at 1 h, 2 h, 3 h, 4 h, 5 h and 6 h (P 0.05). The expression of caspase-3 protein increased at 1 h, 2 h, 3 h and 4 h (P 0.05), but there was no difference between 0 h, 5 h and 6 h (P 0.05). The results of Annexin V-FITC/PI showed that the expression level of caspase-3 protein in starvation induction group was significantly lower than that in starvation induction group. Compared with 3-MA pretreatment, 3-MA pretreatment only promoted apoptosis at 1 h, 2 h, 3 h and 4 h (P 0.05), but did not affect apoptosis at 0 h, 5 h and 6 h (P 0.05). Conclusion: Autophagy in the early stage of osteoblasts in starvation-induced environment may be a protective mechanism to prevent cell death and delay the time of apoptosis. External experimental results preliminarily show that the autophagy enhancement of alveolar bone tissue on the pressure side may be a protective mechanism of bone tissue cells against oxygen and nutritional deficiency, which can antagonize and delay the occurrence of apoptosis. The cells will be destroyed by the enhancement of apoptosis and the bone tissue will also be absorbed.
【学位授予单位】:第四军医大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:R783.5

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 叶青;郑民华;;自噬的分子机制与病理生理意义[J];国际病理科学与临床杂志;2007年04期

2 何韬;王海杰;谭玉珍;;自噬在细胞存活和死亡中的作用[J];生理科学进展;2008年01期

3 张志才;邵增务;;自噬分子机制的研究进展[J];现代生物医学进展;2008年01期

4 赵勇;师长宏;伍静;张海;;自噬的形态特征及分子调控机制[J];中国比较医学杂志;2010年10期

5 王梅;李庆林;;自噬与癌症的治疗[J];安徽医药;2010年08期

6 伍静;赵勇;师长宏;张海;;自噬的形态特征及分子调控[J];现代生物医学进展;2010年20期

7 王雄;谭璐;;自噬研究进展[J];亚太传统医药;2010年10期

8 卞龙艳;;运动与自噬的关系进展研究[J];齐齐哈尔医学院学报;2011年07期

9 王伟;徐忠东;陶瑞松;;肿瘤发生过程中自噬与凋亡关系的研究[J];合肥师范学院学报;2011年06期

10 王光辉;;自噬与疾病[J];生物化学与生物物理进展;2012年03期

相关会议论文 前10条

1 韦雪;漆永梅;张迎梅;;镉、活性氧自由基与自噬发生的分子机制[A];中国活性氧生物学效应学术会议论文集(第一册)[C];2011年

2 秦正红;粱中琴;陶陆阳;黄强;刘春风;蒋星红;倪宏;邢春根;;自噬在细胞生存与死亡中的作用[A];中国药理学会第九次全国会员代表大会暨全国药理学术会议论文集[C];2007年

3 秦正红;;自噬与肿瘤和神经细胞生存——药物作用的新靶位[A];全国生化与分子药理学药物靶点研讨会论文摘要集[C];2008年

4 李芹;丁壮;;自噬功能研究进展[A];中国畜牧兽医学会家畜传染病学分会第八届全国会员代表大会暨第十五次学术研讨会论文集[C];2013年

5 胡晨;张璇;滕衍斌;胡海汐;周丛照;;家蚕中自噬相关蛋白Atg8的结构研究[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2009年学术交流会论文摘要汇编[C];2009年

6 陈希;李民;Xiao-Ming Yin;李林洁;;通过不同途径诱导自噬的化合物对Atg9的依赖性不同[A];细胞—生命的基础——中国细胞生物学学会2013年全国学术大会·武汉论文摘要集[C];2013年

7 陈涓涓;敬静;蔡元博;张俊龙;;针对活体细胞自噬行为的发光金属配合物的设计[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年

8 宁晓洁;钟自彪;王彦峰;付贞;叶启发;;缺血再灌注诱导小鼠肝细胞自噬[A];2013中国器官移植大会论文汇编[C];2013年

9 吴晓琦;李丹丹;邓蓉;江山;杨芬;冯公侃;朱孝峰;;CaMKKβ磷酸化Beclin 1调控自噬及其在肿瘤治疗中的作用[A];2011医学科学前沿论坛第十二届全国肿瘤药理与化疗学术会议论文集[C];2011年

10 周鸿雁;裴中;陈杰;申存周;钱浩;刘妍梅;冼文彪;郑一帆;陈玲;;线粒体动力改变参与了LRRK2突变导致的自噬[A];中华医学会第十三次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2010年

相关重要报纸文章 前3条

1 生命学院;俞立课题组在《科学》发文揭示自噬调控的重要机制[N];新清华;2012年

2 周飞 张粹兰;花榈木“自噬”可抗癌[N];广东科技报;2011年

3 张明永;水稻自噬基因研究取得新进展[N];广东科技报;2011年

相关博士学位论文 前10条

1 贾盛楠;转录因子p8调控自噬的功能研究[D];浙江大学;2015年

2 皮会丰;DNM1L蛋白介导的线粒体自噬在镉致肝脏毒性中的作用研究[D];第三军医大学;2015年

3 李倩;miRNAs介导的自噬抑制在类鼻疽杆菌感染免疫逃逸中的作用机制研究[D];第三军医大学;2015年

4 黎炳护;激活TRPV1诱导自噬在血管平滑肌细胞泡沫化中作用及机制研究[D];第三军医大学;2015年

5 陈江伟;自噬在椎间盘退变中的作用及机制研究[D];上海交通大学;2014年

6 李荣荣;自噬在布比卡因肌毒性中的作用及机制研究[D];南京医科大学;2015年

7 王维;NF-κB信号通路参与介导的自噬在高血压大鼠心血管重构的作用研究[D];山东大学;2015年

8 刘春朋;日粮硒缺乏对鸡肝脏蛋白质组学及自噬变化的影响[D];东北农业大学;2015年

9 梁蓓蓓;P53凋亡刺激蛋白ASPP2调控细胞自噬的研究[D];上海交通大学;2012年

10 李少莹;自噬在LPS诱导的肺泡上皮细胞死亡中的作用及机制研究[D];第三军医大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 匡红;Jnk2通过smARF的降解来调控压力诱导的线粒体自噬及组织损伤[D];浙江理工大学;2015年

2 洪永桃;自噬在类风湿关节炎滑膜成纤维细胞中的作用及甲氨蝶呤对自噬的影响[D];川北医学院;2015年

3 李宁;自噬在吗啡心肌保护中的作用及机制研究[D];河北联合大学;2014年

4 刘冰;脑缺血预处理对大鼠局灶性脑缺血再灌注后自噬及凋亡的影响[D];河北联合大学;2014年

5 王存凯;microRNA-30a-5p通过抑制自噬阻止肝星状细胞激活[D];河北医科大学;2015年

6 张宇程;泛素连接酶HOIL-1L在线粒体自噬中的功能与机制研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2015年

7 唐芙蓉;自噬对奶山羊雄性生殖干细胞生物学特性的影响[D];西北农林科技大学;2015年

8 陈军童;肾损伤分子1对高糖诱导人肾小管上皮细胞自噬作用的影响[D];郑州大学;2015年

9 包勇;Kap1在LBH589诱导的乳腺癌细胞MCF-7自噬形成中的作用[D];复旦大学;2013年

10 魏园玉;P53缺失型HL-60白血病细胞内Nucleostemin下调对mTOR通路介导的自噬活性的影响[D];郑州大学;2015年



本文编号:2242974

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/kouq/2242974.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户e0382***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com