LIPUS促进多孔钛合金成骨效应中色氨酸代谢限速酶Tph1的作用探索

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhanghao2018
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目的:本课题组前期研究表明低强度脉冲超声波(low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)可以促进钛合金支架材料的成骨作用,并且发现MC3T3-E1细胞中代谢发生显著变化,其中色氨酸代谢产物5-羟色胺差异性表达显著。提示LIPUS作用下,色氨酸代谢通路发生改变,其代谢物的改变可能与成骨作用相关。本研究拟通过体内、外实验,探索LIPUS对多孔Ti-6Al-4V(Ti64)材料的成骨作用以及对色氨酸通路限速酶Tph1的影响,为“LIPUS辅助多孔钛合金支架”修复大面积颌骨缺损的临床治疗方案提供理论支持。研究方法:(1)在体外通过对多孔Ti64材料上MC3T3-E1细胞加载超声,观测其Tph1和成骨相关基因的表达情况。(2)通过si-Tph1转染来沉默MC3T3-E1细胞Tph1基因表达,随后检测其成骨相关基因的表达情况。(3)在体内建立兔下颌骨大面积缺损模型,缺损区植入多孔Ti64材料,随机分为LIPUS组和对照组。(4)通过Micro-CT、倒置荧光显微镜和光学显微镜来分析两组材料内骨组织的形态学差异;利用RT-q PCR来检测两组材料内Tph1及成骨相关基因的表达情况。结果:(1)体外实验结果显示,LIPUS可以促进多孔Ti64材料内MC3T3-E1细胞Tph1的表达,同时也可以促进成骨相关基因的表达。沉默MC3T3-E1细胞的Tph1基因后,成骨相关基因的表达也随之下降。(2)Micro-CT结果显示随着时间的增加,两组材料内新生骨含量逐渐增大(P<0.05);在同一时间点内,LIPUS组新生骨含量均高于对照组(P<0.05)。(3)荧光组织切片显示,在同一个时间点内,LIPUS组材料内骨组织的钙化沉积率均高于对照组(P<0.05)。(4)Von Kossa染色结果显示,在相同时间点内,LIPUS组材料内骨组织面积百分比均高于对照组(P<0.05)。(5)Tph1及成骨相关基因检测结果显示:在相同时间点内,LIPUS组材料内骨组织Tph1和Alp的表达量高于对照组(P<0.05);除3W时间点外,LIPUS组Ocn的表达量均高于对照组(P<0.05)。结论:(1)LIPUS可以促进多孔Ti64材料内的成骨作用。(2)LIPUS可能通过色氨酸代谢通路限速酶Tph1促进多孔Ti64材料内的成骨作用。
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