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全关节置换术目前仍然是终末期关节疾病较好的治疗方法,并且成功率高达90%以上,但是,无菌性松动是影响远期疗效的主要并发症,目前假体无菌性松动的具体机制尚未完全明朗,不过专家一致认为磨损颗粒引起的骨溶解为其主要成因。失败假体取出的研究中发现在假体-骨界面形成一种名为“界膜”的组织,主要包含成纤维细胞,巨噬细胞等。磨损颗粒导致的炎症反应主要有肿瘤坏死因-α(TNF-α)和白介素-1beta (IL-1β),他们能引起破骨细胞的激活。MMPs家族一个主要成员MMP-2能降解多种胶原。人巨噬细胞,成纤维细胞中钛颗粒和炎性因子能影响MMP-2的表达和激活。在骨溶解过中,存在界膜组织的滑膜细胞是磨损颗粒的重要作用靶点。既往研究很少将炎性因子和磨损颗粒联合作用于界膜,观察其生物是反应。目的:1、研究不同直径钛颗粒对人膝关节滑膜细胞分泌MMP-2的影响,筛选出适合本实验的钛颗粒大小;;2、研究不同浓度梯度的TNF-α和IL-1β对人膝关节滑膜细胞分泌MMP-2的影响,筛选出适合本实验的TNF-α、IL-1β浓度;3、研究在钛颗粒和炎症因子联合作用对人膝关节滑膜细胞分泌MMP-2的影响;4、研究不同MAPK途径的抑制剂对滑模细胞分泌MMP-2的影响。通过以上四部分内容研究,从而探讨金对金关节置换术后无菌松动发生的可能细胞水平和分子水平机制,以及其防治的初步探讨。方法:体外培养人膝关节滑膜细胞,第一部分研究不同直径大小(≤20μm,0.1wt%)的钛颗粒对滑膜细胞的影响,具体分组:(1) Control:对照组;(2) group I:钛颗粒直径:≥10μm;(3) group II:钛颗粒直径:5μm~10μm;(4)group III:钛颗粒直径:≤5μm。第二部分研究不同浓度TNF-α、IL-1β对滑模细胞的影响,具体分组:(1):Control对照组;(2):TNF-α处理组(1、10、20ng/m);(3):IL-1β处理组(1、5、10ng/m)(4)TNF-α+IL-1β处理组(TNF-α:10ng/m;IL-1β5ng/m)。第三部分研究钛颗粒和炎症因子共同作用对滑膜细胞分泌MMP-2的影响,具体分组:(1):Control对照组;(2):Ti处理组;(3):Ti+TNF-α;(4):Ti IL-1β;(5)Ti+TNF-α+IL-1β。第四部分主要研究不同抑制剂对人膝关节滑膜细胞分泌MMP-2的影响,具体分组:(1)Control对照组,(2)Ti处理组,(3)Ti+KT5720(PKA通路抑制剂),(4)Ti+Curcumin (AP-1通路抑制剂),(5)Ti+Bay11-7082(p65NF-kB通路抑制剂),(6)Ti+Bay11-7085(p50NF-kB通路抑制剂),(7)Ti+SP600125(JNK通路抑制剂),(8)Ti+PD98059(ERK通路抑制剂),(9)Ti+SB203580(p38通路抑制剂),以上各部分实验均于处理后12、24、48、72小时采集细胞培养上清液行明胶酶谱分析MMP-2活性。结果:1、不同大小钛颗粒均能增加人膝关节滑膜细胞中MMP-2活性,并存在时间依赖性;在72小时,I、II、III组MMP-2活性是对照组的1.66、2.12、3.95倍。2、TNF-α和IL-1β刺激人膝关节滑膜细胞分泌MMP-2存在浓度和时间依赖性,IL-1β比TNF-α作用更强烈,MMP-2活性高峰出现在72小时,TNF-α(10ng/ml)和IL-1β(5ng/ml)增加MMP-2活性分别为3.32倍和4.28倍。两者联合作用使MMP-2分泌剧增,在72小时是对照组的8.94倍。3、钛颗粒和炎性因子共同刺激滑膜细胞具有协同效应,并且存在时间依赖性,在72小时钛颗粒和TNF-α处理MMP-2活性增加至对照组的5.48倍,而钛颗粒和IL-1β增至7.76倍,而钛颗粒TNF-α和IL-1β三者共同处理,MMP-2活性增至对照组的9.08倍。4、七种抑制剂(KT5720,SP600125, PD98059,SB203580,curcumin,bay11-7082, bay11-7085)均能使MMP-2活性有所下降,但均在对照组水平以上,在72小时bay11-7082, bay11-7085作用最明显,分别将MMP-2活性降低至钛颗粒处理组的29.4%、30.5%。结论:1、不同大小钛颗粒均能增加人膝关节滑膜细胞中MMP-2活性,GroupIII (钛颗粒直径:≤5μm)作用最明显。2、TNF-α和IL-1β刺激人膝关节滑膜细胞分泌MMP-2存在浓度和时间依赖性,IL-1β作用比TNF-α更明显,两者存在协同作用。适合本实验的浓度为TNF-α(10ng/ml)和IL-1β(5ng/ml)。3、钛颗粒和炎性因子共同刺激滑膜细胞具有协同效应,并且存在时间依赖性,钛颗粒和IL-1β作用更明显,钛颗粒和TNF-α、IL-1β三者存在协同效应,这可能是假体周围骨溶解的机制之一。4、七种抑制剂均能使MMP-2活性有所下降,但均不能下降到对照组水平以下,NF-κB通路抑制剂(bay11-7082, bay11-7085)作用更明显,两者之间没有统计学差异。NF-κB通路抑制剂有望成为防治无菌性松动的又一靶点。