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口腔是一个复杂的电解质环境,同时存在大量的微生物,植入的钛及钛合金材料在长时间接触后会发生多种形式的腐蚀,导致钛离子从种植体表面析出。此外,种植体-骨界面的微动磨损也会加速钛离子的析出。这些释放出来的钛离子可能进入周围组织或通过血液循环向远端扩散,诱发机体细胞产生一系列不良的生物学效应,从而加剧种植体周围骨组织吸收。线粒体不仅是细胞能量代谢中心,而且在机体免疫应答强度的调节中发挥重要作用。免疫应答强度的调节是机体可否产生适度的免疫应答,使之能够有效清除致病因素而又不致于损伤自身组织的关键。【目的】本课题以Jurkat T细胞为研究对象,拟从骨免疫学的角度出发,探讨线粒体在钛离子对T淋巴细胞胞内钙信号调控过程中的作用以及钛离子引起线粒体钙转运功能变化的可能作用机制。【方法】1.利用钙离子特异性荧光标记探针Fluo-3、Rhod-2结合激光共聚焦显微镜扫描技术,分析钛离子(0~100μM)对Jurkat T细胞胞浆及线粒体内钙离子浓度的影响。2.利用线粒体特异性荧光探针Mito-tracker Green结合激光共聚焦扫描、流式细胞术,分析钛离子对Jurkat T细胞内线粒体的数目及位置分布的影响。3.利用JC-1线粒体膜电位检测试剂盒结合流式细胞术,分析钛离子作用不同时间(3h、6h、12h、24h)后线粒体膜电位的变化。4.应用实时荧光定量PCR技术,分析钛离子对线粒体钙单向转运体MCU-mRNA表达的影响。【结果】1.钛离子无论是单独作用还是协同PHA共同作用时,Jurkat T细胞胞浆及线粒体内钙离子平均荧光强度均随钛离子作用时间延长逐渐升高,且升高的程度呈一定的浓度依赖性,但协同PHA刺激作用更显著。2.钛离子或PHA单独作用均可引起胞质内线粒体数量的增加,同时刺激线粒体由散在分布趋向于胞膜附近区域集中分布。3.钛离子单独作用及钛离子与PHA协同作用时,12小时内各组细胞线粒体膜电位均无显著变化,24小时后钛离子与PHA共刺激组细胞线粒体膜电位开始下降,其中高浓度组较对照组显著降低,差异具有统计学意义。4.钛离子与PHA协同作用时线粒体单向钙转运体(MCU)mRNA表达水平上升,但钛离子单独作用并未引起线粒体MCU mRNA表达的显著变化。【结论】本研究结果表明钛离子可通过增加线粒体数量、改变其空间分布以及激活MCU通道调控线粒体钙转运功能,促进线粒体摄取胞膜附近局部过增高的钙离子,从而维持胞外钙离子的内流,胞内钙信号进一步增强。随着钛离子浓度的升高及作用时间的延长,线粒体内钙离子浓度过度增高,可引起线粒体膜电位下降。