基于大鼠OVX模型研究雌激素缺乏对终板软骨细胞退变的影响

目的 探究雌激素缺乏对终板软骨细胞退变的影响。方法 选取6月龄大鼠40只,分为两组：双侧卵巢切除实验组(OVX)和假手术对照组(SHAM)。术后9周取材,分别进行软骨终板组织的提取和原代终板软骨细胞的培养。免疫组化实验对比SHAM组和OVX组的软骨终板组织II型胶原(COL-II)的表达情况。倒置相差显微镜和甲苯胺蓝细胞染色观察细胞形态来鉴定终板软骨细胞。CCK-8法对比两组终板软骨细胞的活力情况。罗丹明标记的鬼笔环肽荧光染色观察OVX后终板软骨细胞F-actin的改变情况。细胞免疫荧光检测终板软骨细胞在雌激素缺乏后COL-II的改变情况。RT-qPCR法对比两组的SOX9、ACAN、ADAMTS-5、MMP13和COL-X的表达有无差异。结果 与对照组相比较,OVX组的软骨终板的COL-II蛋白表达减低。终板软骨细胞的形态大多呈多角形和梭形,铺路石样排列。OVX的终板软骨细胞活力降低,细胞骨架更加紊乱,应力纤维增多,迁移能力下降,COL-II表达降低。与对照组相比,OVX组的终板软骨细胞SOX9和ACAN表达降低,MMP13、ADAMTS-5和COL-X表达升高。结论 雌激素缺乏会使...     

力学刺激在椎体软骨终板退变中的作用及机制

终板的重要功能是传递应力和供给营养。终板退变可能会诱发或促进椎间盘退变,引起一系列严重影响人们健康和生活质量的脊柱疾患。终板软骨细胞可以感受力学刺激。力学刺激是影响终板退变的重要因素,不适宜的力学刺激会加速终板退变。本文回顾力学刺激对终板软骨细胞凋亡、合成抑制、钙化及细胞外基质降解诸方面的影响,并总结力学刺激导致椎体终板退变的相关机制。力学刺激诱发的终板退变是由各种信号转导因子构成的复杂信号通路网络精细调节,包括NF-κB、Wnt、Hedgehog、MAPK、RhoA/Rock-1、AKT/mTOR、TGF-β、miRNA相关信号通路。同时,本文对这些通路相互联系进行梳理总结。多个信号通路可以共同作用调节终板软骨细胞代谢,并导致终板退变。本文希望通过相关机制系统回顾,给终板退变早期诊断及针对性治疗带来有益的启示。     

正畸与咬合力作用下大鼠牙槽骨内液体流动的数值模拟

目的研究正畸力和动态咬合力作用下牙槽骨内的液体流动情况,为阐明牙槽骨结构重建的调控机理提供基础数据。方法构建正畸牙齿移动的大鼠动物模型,利用micro-CT技术扫描并三维重建得到牙齿-牙周韧带-牙槽骨整体及第1磨牙近中牙根根尖及颈缘处牙槽骨的真实几何结构。计算正畸力或咬合力作用下牙槽骨的应变分布,并以此为基础,利用流固耦合的数值模拟方法,分析咬合与正畸加载下不同位置处牙槽骨内液体的流动情况。结果正畸及咬合力作用下,牙槽骨内液体流速主要分布在0～10μm/s,流体剪切应力(fluid shear stress,FSS)主要分布在0～10 Pa,高流速及高FSS出现在孔隙内的固液交界面上。根尖处牙槽骨表面FSS水平高于颈缘处牙槽骨。结论正畸力及咬合力的联合作用在牙槽骨不同位置引起不同水平FSS,进而可能刺激牙槽骨骨小梁表面的细胞发生响应,并最终调控牙槽骨结构重建和发生正畸牙移动。研究结果可为牙齿正畸的临床治疗提供理论指导。     

大鼠牙槽骨理想模型的流固耦合数值模拟研究

载荷作用下松质骨孔隙中的液体流动是刺激骨组织细胞产生生物学响应并调控骨重建的主要因素。因此,阐明牙槽骨内孔隙结构中的液体流动情况对于深入理解力学作用在牙槽骨内的传导过程以及牙齿发育、正畸牙移动等细胞水平的调控机制具有重要意义。此工作首先进行了大鼠牙齿正畸的动物实验,并基于微计算机断层扫描(micro-CT)图像构建了牙齿-牙周韧带-牙槽骨有限元模型,分析了咬合力或正畸力作用下牙槽骨中的应变状态;进而构建了理想模型,应用流固耦合数值模拟方法,分析了动态咬合力加载下无正畸加载、正畸拉伸加载、正畸压缩加载三种情况下骨内液体的流动情况。模拟结果表明,动态咬合力作用下,沿咬合方向排列的骨小梁表面流体剪应力水平高于非咬合方向排列的骨小梁,正畸力对骨内液体的流动没有影响。上述结果说明,临床上通过调整牙齿咬合面形状等方法改变咬合力的方向,会在牙槽骨表面引起不同水平的流体剪应力,进而刺激骨组织表面的细胞产生响应,最终调控牙槽骨的结构重建。