人股骨头坏死微观结构及成骨、破骨细胞活性的区域性分布特征

 目的 比较人股骨头坏死标本不同区域的骨微观结构及成、破骨细胞活性。方法 收集2011年3月至2013年5月行全髋关节置换的非创伤性股骨头坏死患者术后的股骨头标本10例（Ficat Ⅳ期）,男6例,女4例;年龄40～57岁,平均47.7岁。Micro-CT扫描后,根据影像学识别骨质密度不同,将每个标本分为软骨下骨区、坏死区、硬化区、健康区,通过病理学检测、纳米压痕、实时荧光定量PCR、免疫组化染色等方法对不同区域的骨微观结构、微观力学性能及成骨、破骨细胞活性进行比较。结果 Micro-CT结果显示,股骨头坏死标本软骨下骨区及坏死区的骨小梁连续性破坏;硬化区的骨小梁数目增多,间隙变窄;正常区域骨小梁结构完整,厚度分布均匀。软骨下骨区、坏死区、硬化区和健康区骨小梁的弹性模量分别为（13.808±4.22） GPa、（13.999±3.816） GPa、（17.266±3.533） GPa和（11.927±1.743） GPa;硬度分别为（0.425±0.173） GPa、（0.331±0.173） GPa、（0.661±0.208） GPa和（0.423±0.088） GPa。抗酒石酸酸性磷酸酶（Trap）染色结果显示,软骨下骨区和坏死区可见Trap染色阳性细胞,硬化区及健康区未见Trap染色阳性细胞。免疫组化染色结果显示,骨形成相关因子Runx2和BMP2在硬化区及健康区表达高于其他区域;骨吸收相关因子RANK和RANKL在软骨下骨区及坏死区表达高于其他区域。结论 股骨头坏死塌陷过程中,骨微观结构发生明显改变,而坏死区骨小梁微观力学强度较健康区无显著降低。股骨头坏死标本中软骨下骨区及坏死区破骨细胞活性增强,硬化区成骨细胞活性增强。     

地塞米松通过线粒体途径诱导成骨细胞凋亡的研究

目的观察地塞米松对离体成骨细胞凋亡的影响,探讨地塞米松对成骨细胞凋亡的分子作用机制。方法采用不同浓度地塞米松(10~(-8)、10~(-6)、10~(-4)mol/L)干预SD大鼠离体成骨细胞,DAPI染色观察细胞核形态,透射电镜观察细胞核及线粒体形态,流式细胞术检测细胞凋亡率,JC-1荧光探针检测线粒体跨膜电位。结果 10~(-8)、10~(-6)、10~(-4)mol/L地塞米松干预24 h后,DAPI染色发现,10~(-8)mol/L地塞米松组的成骨细胞很少发生凋亡,10~(-6)mol/L和10~(-4)mol/L地塞米松组的成骨细胞凋亡明显,地塞米松的浓度越高,核固缩、核裂解等凋亡现象越明显;透射电镜观察发现,随着地塞米松浓度增加,细胞核固缩明显,线粒体肿胀、空泡样变化现象增多;成骨细胞的凋亡率随着地塞米松浓度的增加而逐渐增高,与空白对照组相比,10~(-8)mol/L地塞米松组细胞凋亡率无明显升高(P0.05),10~(-6) mol/L和10~(-4)mol/L地塞米松组的成骨细胞凋亡率分别较空白对照组增加7.240%和31.173%(P0.05);随着地塞米松浓度的增加,线粒体膜电位逐渐减低,与空白对照组相比较,10~(-8)mol/L地塞米松组细胞膜电位下降不明显(P0.05),10~(-6) mol/L和10~(-4)mol/L地塞米松组膜电位下降分别较空白对照组降低6.814%和17.846%(P0.05)。结论地塞米松通过激活线粒体途径诱导成骨细胞凋亡,存在浓度依赖性。     

复方仙贞汤抑制成骨细胞凋亡的实验研究

目的 观察不同浓度的复方仙贞汤对TNF-α诱导的成骨细胞凋亡的影响。方法 TNF-α培养液诱导体外培养成骨细胞凋亡后，分别加入不同浓度的复方仙贞汤，用流式细胞仪检测其对成骨细胞的凋亡率。结果 复方仙贞汤1μg／ml组和500μg/ml组细胞凋亡率明显降低，与模型组和空白对照组相比，差异非常显著，其中1μg/ml组作用更强。500μg／ml可能是通过影响成骨细胞周期中的G0-G1和S期而达到抑制凋亡作用的，而1μg／ml组还能增加G2-M期成骨细胞。结论 复方仙贞汤能抑制TNF—α诱导的成骨细胞凋亡，以低浓度(1μg／ml)抑制作用较好。     

成骨细胞在珍珠层复合人工骨表面的粘附和增殖

目的　评价人成骨细胞在珍珠层聚乳酸人工骨上的粘附能力。方法　将珍珠层聚乳酸人工骨与人成骨细胞体外复合培养 ,采用倒置相差显微镜、扫描电镜、透射电镜及流式细胞仪检测 ,观察人成骨细胞在珍珠层聚乳酸人工骨上的粘附能力。结果　珍珠层聚乳酸人工骨与人成骨细胞体外复合培养 1周后 ,细胞通过伪足贴附于人工骨表面。透射电镜下成骨细胞形态正常 ,胞浆内有丰富的粗面内质网和线粒体 ,并可观察到细胞之间形成的连接。流式细胞仪检测结果显示 ,附着在珍珠层复合人工骨的成骨细胞增殖指数增高。结论　珍珠层复合人工骨材料有利于成骨细胞的粘附、增殖和分化     

Effects of basic fibroblast growth factor on biological characteristics of osteoblasts

Objective: To elucidate the effects of exogenous basic fibroblast growth factor ( bFGF ) on biological characteristics of rat osteoblasts cultured in vitro. Methods: The osteoblasts isolated from a Sprague-Dawley rat and cultured in vitro were treated with different concentrations of bFGF ( 5-50 ng/ml) respectively. At 24 hours after treatment, the proliferating cell nuclear antigen was measured with immunocytochemistry, alkaline phosphatase (ALP) activity was determined and the expression of transforming growth factor beta 1 ( TGF-β1 )was detected to observe the effects of bFGF on growth and differentiation of osteoblasts. Resu/ts: bFGF ( 5-50 ng/ml ) could obviously promote the growth of osteoblasts. The intracellular expression of TGF-β1 mRNA increased significantly, but the intracellular ALP content decreased. Conclusions: bFGF can obviously stimulate the proliferation of osteoblasts and promote the synthesis of TGF-β1, but cannot promote the differentiation of osteoblasts.     

珍珠层聚乳酸人工骨复合成骨细胞体内异位成骨研究

目的探讨珍珠层聚乳酸(nacre／polylactic acid，N／P)人工骨与同种异体成骨细胞复合，植入体内后异位成骨的作用机制，以及作为骨组织工程支架材料的可行性。方法成年雄性新西兰大白兔18只，按2、4和8周3个时间点随机分成3组，每组6只。将体外培养的同种异体新西兰大白兔成骨细胞，种植到N／P人工骨材料上，并植入每只兔左侧背部皮下为实验组；以不复合成骨细胞的N／P人工骨材料植入右侧背部皮下作对照，分别于植入后不同时间点取材，经大体观察、组织学检查和免疫组织化学方法检测。结果实验组2周时材料周围有少许炎性细胞聚集，4周时有类骨质形成，8周时有成熟骨组织形成，其中可见骨髓腔；对照组2、4周时仅见大量纤维组织长入材料内，8周时材料内纤维组织增多，但无成骨发生。结论N／P人工骨可作为理想的骨组织工程支架材料。     

磁性附着体模拟静磁场对成骨细胞转化生长因子β1基因表达的影响

目的研究不同强度的磁性附着体模拟静磁场对成骨细胞转化生长因子β1(TGF-β1)基因表达的影响。方法利用细胞静磁场加载装置,对体外培养的SD大鼠成骨细胞分别进行12.5、125和250mT的静磁场加载,连续加载0.5、1、3、5和7d,采用反转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测成骨细胞的TGF-β1mRNA表达的。结果 12.5mT磁场加载组在加载0.5、1和3d,细胞的TGF-β1mRNA的表达比对照组相应时段明显增强(P<0.05)。125和250mT磁场组加载静磁场0.5、1、3、5和7d后,细胞的TGF-β1mRNA的表达升高更加明显,与对照组和12.5mT磁场加载组细胞相比差异有统计学意义(P<0.05)。静磁场对细胞的TGF-β1mRNA表达的影响有一定的剂量-效应关系。结论在本试验条件下,磁性附着体模拟静磁场可以抑制TGF-β1mRNA基因表达的下降,促进成骨细胞的分化。     

体外负压培养对骨髓间充质干细胞成骨活性的影响

目的：探讨体外负压培养对骨髓间充质干细胞（bone marrow derived stroma cells,BMSCs）成骨活性的影响。方法：取第3代BMSCs分为实验组和对照组,实验组进行间歇性负压培养,设置压力为17kPa,每次30min,每日4次,干预2周;对照组于普通CO2培养箱中常规培养。倒置显微镜下观察细胞形态,检测ALP活性,免疫组织化学检测Ⅰ型胶原的表达,RT-PCR检测2周后以及终止负压后1、2、3d骨保护素（osteoprotegerin,OPG）mRNA和骨保护素配体（osteoprotegerin ligand,OPGL）mRNA表达水平。结果：诱导2周后,BMSCs呈现出显著的成骨细胞特性,与对照组比较,ALP活性显著增加,Ⅰ型胶原表达阳性,实验组细胞OPG mRNA表达水平显著提高,OPGL mRNA表达水平显著降低,且差异均有统计学意义（P〈0.05）。负压终止后3d,两组细胞OPG mRNA和OPGL mRNA表达水平差异无统计学意义（P〉0.05）。结论：体外负压培养可以提高BMSCs成骨活性。     

氟对成骨细胞中微小染色体维系蛋白3表达的影响

目的探讨氟对体外培养成骨细胞中微小染色体维系蛋白3（minichromosome maintenance deficient3，MCM3）表达的影响。方法采用免疫组织化学技术、原位杂交技术以及SYBR GreenI嵌合荧光实时定量PCR（realtime RT-PCR）方法，检测不同剂量氟（0、5、10、20、40mg／L，处理10d）对体外培养成骨细胞中MCM3表达的影响。结果0、5、10、20、40mg／L各组细胞中均有MCM3蛋白及其mRNA表达，主要在细胞核中表达，与对照组比较，染氟实验组阳性表达强度高于对照组，阳性细胞数多于对照组，差异有统计学意义（P〈0．05），其中10mg／L组阳性表达高于其他实验组（P〈0．05），呈现双向作用。real time RT-PCR检测显示，各组均可检测到MCM3mRNA．相对定量比由对照组到高剂量组约为102：259：145：135：100：染氟实验组中5、10、20mg／L组表达量高于对照组和40mg／L组，以5mg／L组表达量最高，随着染氟剂量增加，基因表达量降低。结论不同剂量氟对成骨细胞中MCM3表达的影响不同，低剂量氟可以促进MCM3的表达，随剂量增加氟的促进作用减弱。