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目的: 双膦酸盐是目前临床上用于治疗骨源性恶性肿瘤的一线化疗药物。近年来,随着这类药物的广泛使用,有关其并发症的报道,特别是用于化疗时导致下颌骨坏死的病例时有报道。目前双膦酸盐颌骨坏死(bisphosphonate-relatedosteonecrosis of the jaw bone,BRONJ)的发生机制尚不清楚,这已成为制约双膦酸盐药物临床应用的重要问题。血管的损伤与其他部位骨坏死之间的关系一直受到学者们的关注,提出了微血管损伤学说。本实验通过检测临床上常用的且易引起BRONJ的一类双膦酸盐药物唑来膦酸(zoledronate,ZOL)对血管重要构成细胞血管内皮细胞(human umbilical vein endothelial cell,HUVEC)损伤的影响,从细胞角度探讨双膦酸盐对血管的损伤和引起颌骨坏死的可能机制。 方法: 本实验使用ZOL刺激HUVEC建立双膦酸盐对血管细胞损伤影响模型,并检测与血管再生相关的细胞增殖、迁移和黏附功能与血管损害相关的细胞凋亡过程的变化,而反映双膦酸盐对血管的损伤情况。人脐静脉血管内皮细胞按标准细胞培养程序进行培养。ZOL粉剂用磷酸盐缓冲液(phosphate buffer saline,PBS)溶解,用前按实验要求调配至所需浓度并过滤除菌。在HUVEC状态良好时进行实验,实验设置实验组(使用不同浓度ZOL药物刺激)和对照组(不使用ZOL刺激)。在倒置显微镜下观察24小时后实验组与对照组细胞形态情况并拍摄照片记录结果,从细胞表面形态变化观察ZOL对HUVEC的影响,使用MTT实验、细胞迁移实验、细胞黏附实验、流式细胞周期实验、流式细胞凋亡实验分别检测ZOL对HUVEC活性、迁移、黏附、增殖和凋亡的影响,western blot实验从蛋白分子水平分别检测ZOL对HUVEC增殖、迁移、黏附和凋亡的影响,比较实验组与对照组实验结果。数据表示为平均值±标准差,实验结果用统计产品与服务解决方案软件(StatisticalProduct and Service Solutions,SPSS,美国)进行统计学分析。使用t检验比较空白对照组与各浓度组之间差异是否有统计学意义,以双侧P<O.05为差异有统计学意义。 结果: ①显微镜下观察可见在ZOL作用下细胞形态发生改变,细胞皱缩、形态多样、边缘粗糙、呈细枝状伸出、随着浓度的升高变化更为显著,死亡细胞明显增多。 ②MTT实验中,与空白对照组相比,实验组吸光度值(A值)明显减小。且随着药物浓度升高,A值依次减小。IC50值为629.8×10-7 mol/L。说明ZOL抑制HUVEC细胞活性,且在一定浓度范围内呈量效关系。 ③细胞迁移实验中,与空白对照组相比,实验组细胞迁移距离降低,且随着用药浓度的升高,细胞的迁移距离依次下降。表明ZOL抑制HUVEC的迁移,且在一定浓度范围内呈量效关系。 ④细胞黏附实验中,与空白对照组相比,低、中、高浓度组吸光度降低,且随着药物浓度升高,细胞A值依次减小。表明ZOL抑制HUVEC的黏附随药物作用浓度升高,抑制作用也更为明显。 ⑤流式细胞周期实验结果显示,与空白对照组相比,实验组细胞细胞周期出现紊乱,S期细胞增多,而G2/M期细胞数减少,且在一定浓度范围内呈量效关系。表明ZOL抑制细胞增殖。 ⑥流式细胞凋亡实验结果显示,与空白对照组相比,实验组细胞早期凋亡数目明显升高,并且随着药物浓度升高,细胞凋亡数目依次升高。表明ZOL促使细胞凋亡,且在一定浓度范围内呈量效关系。 ⑦western blot实验中,与空白对照组相比,实验组细胞内与HUVEC增殖相关的蛋白P-ERK,与HUVEC黏附相关的蛋白VCAM-1,与HUVEC凋亡相关的蛋白P-AKT和Procaspase3显著减少,表明ZOL抑制细胞增殖、黏附,促使细胞凋亡。而与HUVEC迁移相关的蛋白P-p38无显著变化。 结论: ①成功建立ZOL损伤血管细胞模型。 ②ZOL抑制HUVEC细胞增殖、迁移和黏附,说明ZOL抑制血管的再生。 ③ZOL促使HUVEC凋亡,说明ZOL可对血管产生直接损伤。 ④双膦酸盐对血管的损伤是双膦酸盐引起颌骨坏死的可能机制。