内质网应激（Endoplasmic-reticulum stress）与人工关节无菌性松动机制的研究

发布时间：2017-10-08 22:42

  本文关键词：内质网应激（Endoplasmic-reticulum stress）与人工关节无菌性松动机制的研究

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【摘要】：尽管人工关节置换是人类最为成功的外科手术之一,但由微粒诱导的骨溶解所引起的人工关节无菌性松动仍是导致关节置换失败的最主要原因。深入研究人工关节无菌性松动的发病机理对这一疾病的早期预防和治疗都具有非常重要的意义。近年来研究发现内质网在炎症的发生中起着重要的作用,而炎症被认为在无菌性松动中发挥了关键作用,但内质网应激是否参与了无菌性松动的发生仍尚未可知。本论文假设巨噬细胞吞噬了磨损微粒后会诱导内质网应激,并导致了微粒诱导的骨溶解及无菌性松动的发生。首先,我们使用了类巨噬细胞系Raw264.7细胞进行体外实验。我们发现加入加入Ti合金微粒或者CoCrMo合金微粒后,内质网应激反应相关蛋白IRE1-α、GRP78/Bip和CHOP的表达较对照组显著升高,说明在Raw264.7细胞中,合金微粒诱导了内质网应激反应的发生。进一步的,为了探明内质网应激反应发生的意义,我们检测了无菌性松动相关的炎性细胞因子IL-6, TNF-α和IL-1β的表达。结果,合金微粒刺激Raw264.7细胞后,细胞中上述细胞因子的表达显著上调,更为重要的是,当我们使用内质网应激反应的抑制剂抑制内质网应激反应的发生后,Raw264.7细胞所表达的炎性细胞因子也被抑制,这意味着内质网应激反应参与介导了微粒诱导的炎性细胞因子的表达。根据上述实验结果,我们设计实验,利用微粒诱导的小鼠颅骨骨溶解模型,采用多方面的数据(Western blotting,细胞因子的变化,TRAP染色,TRAP酶活性测定,甲苯胺蓝染色),验证内质网应激反应在微粒诱导的骨溶解中所发挥的作用。我们发现,微粒刺激小鼠颅骨后,其颅骨骨膜中内质网应激反应相关标志蛋白以及细胞因子均显著升高,此外还伴随着颅骨中破骨细胞活性的增强,骨溶解的发生；而抑制了内质网应激反应后,细胞因子的表达下调,破骨细胞活性减低,骨溶解的发生也显著减轻。为了确证假体周围无菌性松动患者体内内质网应激反应的发生,我们使用从临床患者体内收集的界膜组织进行Western blotting检测,成功检测到了内质网应激反应蛋白的高表达。综上所述,我们推测微粒诱导的骨溶解发生的可能的机制之一是：磨损微粒被假体周围的巨噬细胞所吞噬,诱导巨噬细胞发生了内质网应激反应,并通过内质网应激反应刺激了细胞分泌大量的炎性细胞因子,这些细胞因子诱导了破骨细胞的分化,和增强了破骨细胞的活性,最终导致了骨溶解的发生；因此,治疗微粒诱导的骨溶解的可能机制之一是通过有效的途径,抑制假体周围内质网应激的发生,达到缓解骨溶解发生的目的。通过抑制内质网应激反应的发生揭示了假体周围无菌性松动的一种新的治疗策略。
【关键词】：内质网应激 无菌性松动 磨损微粒 骨溶解
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R687.4;R318.17
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 综述部分12-37
• 一、人工关节假体周围无菌性松动的概述12-20
• 1 人工关节假体周围无菌性松动简介12-13
• 2 人工关节假体周围无菌性松动致病机理13-17
• 3 人工关节假体周围无菌性松动治疗现状17-19
• 4 人工关节假体周围无菌性松动的动物模型19-20
• 二、内质网应激反应概述20-31
• 1 内质网应激反应概述20-25
• 2 内质网应激反应与炎症25-30
• 3 内质网应激反应与疾病30-31
• 参考文献31-37
• 实验部分37-75
• 一、引言37-38
• 二、实验仪器和材料38-40
• 1 实验仪器38-39
• 2 实验材料39-40
• 三、实验方法40-52
• 1 合金微粒、PMMA微粒的来源、制备及处理40-41
• 2 Raw264.7细胞的复苏、冻存及传代培养41-42
• 3 小鼠腹腔原代巨噬细胞的提取42
• 4 细胞实验分组及给药处理42-44
• 5 蛋白的提取44-45
• 6 Western blotting45-48
• 7 Elisa检测细胞因子48-49
• 8 小鼠颅骨骨溶解动物模型的构建、分组及给药处理49-50
• 9 甲苯胺蓝染色、TRAP酶活性染色及活性定量50-51
• 10 临床病例资料的收集51-52
• 11 数据统计52
• 四、实验结果和讨论52-73
• 1 合金微粒能够刺激RAW264.7细胞发生内质网应激反应52-53
• 2 内质网应激反应在体外参与上调了合金微粒诱导的炎性细胞因子的表达53-56
• 3 内质网应激与微粒诱导的小鼠颅骨骨溶解模型56-61
• 4 在体内内质网应激参与介导了微粒诱导的破骨细胞活化及骨溶解61-69
• 5 临床假体周围无菌性松动标本中内质网应激反应69-73
• 五、小结73-75
• 硕士期间发表论文75-76
• 致谢76-78
• 附件78-83

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本文编号：996684