论文部分内容阅读
当前,人工关节置换术是严重的关节疾病较好并且有效的治疗方法,是外科手术中最成功的手术之一,但是,主要的并发症无菌性松动能影响术后远期疗效,并且此并发症使得许多患者需要接受翻修手术,根据近年来对人工髋关节置换术后又接受翻修手术的病例统计分析显示,无菌性松动位于翻修原因第1位。所以,对于人工关节无菌性松动发病机制的研究就相当迫切,其不仅能为治疗提供依据,也对早期预防有重大意义。大量研究证实,无菌性松动的假体周围界膜组织中存在细胞凋亡现象,而细胞凋亡又参与磨损颗粒诱导的假体无菌性松动的病理过程。而内质网应激(endopl asmi c reti culum stress, ER stress)途径是近年才发现的一种新的凋亡途径,其是内质网生理功能发生紊乱的一种病理状态,同时也是机体的一种自我防御机制,过度的内质网应激将导致细胞发生凋亡。在之前的研究发现,失败假体中存在假体-骨界面形成一种名为“界膜”的组织,主要包含成纤维细胞、巨噬细胞等。近年来,研究发现,磨损微粒能诱导巨噬细胞发生内质网应激,并参与无菌性松动的发病机制。但关于成纤维细胞在受到磨损微粒刺激时,是否发生内质网应激的研究较为少见。因此本论文就通过成纤维细胞实验,针对性的研究成纤维细胞内质网应激反应与人工关节磨损微粒之间关系。本论文假设磨损微粒诱导了成纤维细胞发生内质网应激反应,并导致细胞凋亡。根据文献报道的方法以及我们先前的实验基础,利用Ti合金微粒以及CoCrMo合金微粒刺激L929细胞(小鼠成纤维细胞),通过Western blotting检测细胞产生的内质网应激蛋白(包括IRE1-a, Bip以及CHOP蛋白)表达的变化。我们发现,两种合金微粒刺激后的L929细胞所表达的内质网应激蛋白显著上调。同时,我们分别用不同浓度的Ti合金微粒以及CoCrMo合金微粒刺激L929细胞,并收集细胞,检测蛋白酶Caspase-3(细胞凋亡过程中的关键酶)表达变化,发现随着合金微粒浓度的升高,所产生的蛋白酶Caspase-3也随之上调。为了证实蛋白酶Caspase-3的产生与内质网应激的相关性,我们用内质网应激的抑制剂4-PBA来抑制内质网应激的发生,同时检测蛋白酶Caspase-3的表达变化,结果显示随着4-PBA的浓度升高,蛋白酶Caspase-3的表达基本呈下降趋势。为了进一步探讨合金微粒能诱导成纤维细胞L929发生内质网应激反应,并使其发生凋亡,我们利用流式细胞仪检测细胞凋亡水平,发现合金微粒能使成纤维细胞L929发生凋亡,并随着合金微粒浓度上升,凋亡水平上升:为了再证实细胞凋亡与内质网应激的相关性,加入4-PBA,细胞的凋亡水平明显下降,活细胞比例增加,并且与4-PBA浓度呈正比关系。综上所述,合金微粒能诱导成纤维细胞L929发生内质网应激反应,并使成纤维细胞发生凋亡;内质网应激抑制剂4-PBA能抑制合金微粒诱导的成纤维细胞内质网应激,并降低成纤维细胞凋亡水平。因此,通过抑制成纤维细胞内质网应激反应,为治疗人工关节无菌性松动提供新的思路。