论文部分内容阅读
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。