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【目的】 研究间苯三酚(phloroglucinol,PG)对大鼠骨折愈合的影响,并在细胞水平探讨其分子机制,确定其作用靶点。 【方法】 1. 建立SD大鼠骨折模型。在大鼠右腿股骨进行骨折手术,手术后大鼠随机分为模型组及间苯三酚低、中、高剂量组。骨折手术后立即进行X光拍片,3日后间苯三酚给药组按9mg/kg、18mg/kg、36mg/kg的剂量给予灌胃,模型组给予双蒸水灌胃。持续治疗 8 周,隔两周拍一次 X光,跟踪骨折愈合情况。实验结束后,取血清和右腿股骨,进行血清骨钙素(Osteocalcin, OCN)、骨生物力学、骨微结构及蛋白表达检测。 2. 繁殖SD大鼠,以新生24h内的乳鼠颅盖骨取材,培养出稳定的成骨细胞用于后续实验。 3. 以 MTT 法检测间苯三酚对成骨细胞增殖的影响;划痕实验及 Transwell实验检测其对成骨细胞迁移能力的影响;Western blot法及real-time PCR法检测相关蛋白和基因的表达。 4. 利用β-catenin抑制剂Wnt C59及RNA干扰技术干预成骨细胞,探讨间苯三酚促进成骨细胞迁移的作用靶点。 【结果】 1. 以SD大鼠造骨折模型,并以灌胃方式给予间苯三酚。手术大鼠分组为:给药浓度为9mg/kg的间苯三酚低剂量组(LPG)、18mg/kg的间苯三酚中剂量组(MPG)、36mg/kg的间苯三酚高剂量组(HPG),模型组(Control)给予生理盐水。以X光片追踪大鼠的骨折愈合情况,给药8周后可见骨折部位已逐渐连接,部分骨痂已完全骨化,骨折线逐渐消失,进入骨折愈合期。检测结果显示,各给药组的骨形成指标骨钙素相较于对照组均有所上升,其中以MPG组上升最多(P<0.05)。在骨生物力学相关指标中,与对照组相比,给药组最大载荷、断裂载荷和刚性均有所增加。Micro CT结果显示,间苯三酚总体表现出可提高骨密度、增加骨小梁厚度及减少骨小梁分离度的趋势。Western blot结果提示间苯三酚可促进大鼠骨折部位的β-catenin和cyclin D1表达(P<0.05)。 2. 在体外培养的成骨细胞实验中,以不同浓度的间苯三酚处理成骨细胞48h后,成骨细胞增殖未受抑制,而10-8 mol/L、10-7 mol/L、10-5 mol/L的间苯三酚则能促进成骨细胞增殖,与对照组相比,10-8 mol/L组具有统计学意义(P<0.05)。 3. 对成骨细胞划痕并以10-8~-4 mol/L的间苯三酚干预。作用12h后,结果显示,10-6 mol/L、10-5 mol/L与10-4 mol/L间苯三酚给药组划痕愈合速度优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。作用24h后,10-6 mol/L、10-5 mol/L与10-4 mol/L间苯三酚给药组划痕基本愈合完全,差异有统计学意义(P<0.05)。 4. 选取 10-7 mol/L、10-6 mol/L 及 10-5 mol/L 三个浓度的间苯三酚用于Transwell实验。小室在6h、12h、24h后染色并置于倒置显微镜观察,与对照组相比间苯三酚给药组成骨细胞穿过数量更多,6h后10-6 mol/L间苯三酚组透膜的数量最多,差异有统计学意义(P<0.05)。作用12h后,10-6 mol/L、10-5 mol/L间苯三酚组透膜的细胞数量都有明显上升,差异有统计学意义(P<0.05)。作用24小时后,各实验组的透膜细胞的细胞数量均显著上升,差异有统计学意义(P<0.05)。 5. 选取10-7 mol/L、10-6 mol/L、10-5 mol/L三个浓度的间苯三酚用于Western blot实验,作用细胞24h后,与对照组相比,各实验组细胞β-catenin和cyclin D1的表达增加。 6. 选取 10-7 mol/L、10-6 mol/L 及 10-5 mol/L 三个浓度的间苯三酚用于Real-time PCR实验。相比空白对照,β-catenin和TCF4基因表达均有上升趋势,其中10-6 mol/L、10-5 mol/L处差异有统计学意义(P<0.05)。cyclin D1表达显著升高,尤其在10-6 mol/L处。10-6 mol/L及10-5 mol/L的间苯三酚能够使LEF1表达显著上升(P<0.05)。 7. 采用 10-2 mol/L 的 β-catenin 抑制剂 Wnt C59 干预成骨细胞后加入 10-6 mol/L的间苯三酚,划痕实验及Transwell实验结果表明,在Wnt C59的影响下,成骨细胞的迁移能力及β-catenin表达下降,而间苯三酚则可有效地逆转Wnt C59对成骨细胞迁移能力的影响,差异有统计学意义(P<0.05) 8. 对成骨细胞进行 β-catenin siRNA 转染并以间苯三酚干预,划痕实验及Transwell实验结果均显示,10-6 mol/L的间苯三酚可有效提高β-catenin沉默后成骨细胞的迁移能力,差异有统计学意义(P<0.05)。 9. 转染β-catenin过表达质粒后,分别用Wnt C59、β-catenin siRNA和间苯三酚处理细胞。结果显示,β-catenin过表达可促进成骨细胞的迁移能力(P<0.05);过表达后使用Wnt C59或siRNA均能抑制由于β-catenin高表达带来的迁移能力增加(P<0.05);而间苯三酚与β-catenin过表达质粒同时处理成骨细胞,能协同促进其迁移能力增加,同时逆转Wnt C59、β-catenin siRNA对β-catenin过表达细胞迁移能力的抑制作用(P<0.05)。 【结论】 1. 间苯三酚可促进骨折大鼠愈合,增加骨形成、最大载荷、断裂载荷和刚性,有提高骨密度、增加骨小梁厚度及减少骨小梁分离度的趋势。 2. 间苯三酚促进大鼠骨折愈合的其作用机制可能为:激活Wnt/β-catenin信号通路从而增加大鼠成骨细胞的迁移能力。