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人工关节置换术是临床上用于治疗关节损伤、严重骨关节退行性疾病、以及其他疾病引起的骨关节破坏的重要手段。现有研究表明假体无菌性松动是致使人工关节置换失败的主要原因,但其发生的具体机制还尚未可知。现认为关节表面的磨损碎屑与骨溶解的发生密不可分,它可通过促进假体周围组织发生炎症反应,诱发破骨细胞的形成和增强骨吸收能力,导致假体周围骨溶解并形成周围界面假膜,从而导致松动。因此,抑制假体周围磨损颗粒引起的炎症反应以及骨溶解被认为是缓解假体松动的有效策略之一。葛根素是一种从中国传统植物葛根中分离得到的天然异黄酮,因其重要的生物活性和药理活性备受关注。然而,葛根素对假体周围病变的影响及其作用机制尚不清楚,有待进一步研究。本研究通过体外和体内实验评价葛根素对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)诱导的种植体周围组织损伤的影响,并探讨其可能的作用机制。第一部分葛根素对PMMA诱导的破骨细胞前体细胞RAW264.7分化的影响研究方法1.在RAW264.7细胞培养体系中加入PMMA骨水泥颗粒刺激,并采用CCK-8和流式细胞仪检测细胞增殖和凋亡、TRAP染色检测RAW264.7细胞向破骨细胞分化情况。2.将细胞分为四组:对照组;PMMA处理组;PMMA+25μM葛根素组(PMMA+25PR);PMMA+50μM葛根素组(PMMA+50PR)。3.q RT-PCR和Western blotting检测RAW264.7细胞中MMP-9、TNF-α、IL-6、RANKL、RANK、OPG的表达水平。4.Western blotting检测NF-κB信号通路中p65蛋白的表达水平、ERK1/2,JNK、p38表达水平。5.免疫荧光检测NF-κB信号通路中p65的分布情况。结果1.相比于PMMA颗粒处理组,25和50μM葛根素可明显减少RAW264.7细胞向破骨细胞分化(P<0.01,P<0.001),且50μM葛根素效果优于20μM(P<0.05)。2.相比于空白对照组,PMMA可显著促进MMP-9、TNF-α和IL-6的m RNA和蛋白表达水平(均P<0.05),但葛根素能够显著下调PMMA诱导的炎症因子的表达水平(均P<0.05)。3.相比于对照组,PMMA处理可显著上调RANKL和RANK的表达水平(均P<0.05)。经葛根素处理后可显著下调PMMA颗粒诱导RAW 264.7细胞中RANKL和RANK的表达水平(均P<0.05)。4.相比于对照组,PMMA处理明显激活了NF-κB信号通路和MAPK(P<0.05),但经葛根素处理后可明显缓解PMMA触发的NF-κB通路和MAPK活化(P<0.05)。结论葛根素可剂量依赖性通过阻断NF-κB和MAPK通路抑制PMMA诱导RAW264.7细胞向破骨细胞分化,并下调MMP-9、TNF-α、IL-6、RANKL和RANK m RNA和蛋白表达。第二部分在小鼠模型中验证葛根素对PMMA颗粒诱导的破骨细胞形成及骨溶解的影响研究方法1.采用300μL PMMA骨水泥匀浆涂抹在小鼠去除颅骨骨膜的顶骨表面,构建鼠颅骨骨溶解模型2.将动物随机分为四组:(1)对照组;(2)PMMA模型组;(3)0.5 mg/ml葛根素+PMMA处理组;(4)1.0 mg/ml葛根素+PMMA处理组3.采用HE染色和TRAP染色检测破骨细胞形成数和骨溶解情况4.q RT-PCR检测RANKL和RANK的表达水平结果1.相比于对照组,PMMA处理后小鼠颅骨骨小梁结构紊乱和颅骨正矢状线骨破坏溶解面积明显增加(P<0.001)。经0.5和1.0 mg/ml葛根素治疗后可明显缓解PMMA诱导颅骨骨溶解(均P<0.01)。2.相比于对照组,PMMA处理后小鼠颅骨中破骨细胞数明显增多,且差异具有统计学意义(P<0.01)。经0.5和1.0 mg/ml葛根素治疗后可明显缓解PMMA诱导颅骨破骨细胞的形成(均P<0.05),且1 mg/ml葛根素的作用效果要优于0.5 mg/ml(P<0.05)。3.与对照组相比,PMMA处理后可显著上调RANKL和RANK的表达水平(allP<0.05);但经葛根素治疗后可明显下调PMMA对RANKL和RANK表达的促进作用(P<0.05)。结论葛根素下调了PMMA诱导的小鼠颅骨骨溶解模型中破骨细胞的生成、骨溶解、RANKL和RANK的表达水平。