生物医学工程学杂志
生物醫學工程學雜誌
생물의학공정학잡지
2004年
1期
1-7
,共7页
吴江%陈槐卿%曹慧%周江%张立%K-L Paul Sung
吳江%陳槐卿%曹慧%週江%張立%K-L Paul Sung
오강%진괴경%조혜%주강%장립%K-L Paul Sung
钛颗粒%骨髓间质干细胞%流体剪切应力%激光共聚焦显微镜%无菌性松动
鈦顆粒%骨髓間質榦細胞%流體剪切應力%激光共聚焦顯微鏡%無菌性鬆動
태과립%골수간질간세포%류체전절응력%격광공취초현미경%무균성송동
假体磨损碎屑颗粒是引起假体-骨界面无菌性炎症和骨溶解而致全关节置换术失败的主要原因之一.磨屑颗粒所诱发的骨溶解须有周围骨组织中成骨细胞分泌足够的骨基质以弥补丢失的骨量,而成骨细胞正常的数量和质量有赖于其来源骨髓祖细胞-骨髓间质干细胞的正常增殖分化能力的维持.为了探讨磨屑钛颗粒对大鼠骨髓间质干细胞(Rat MSCs,rMSCs)产生细胞毒性的可能细胞分子机制, 选用健康3月龄SD雄性大鼠,采用Percoll等密度梯度离心法分离获取rMSCs,经体外传代纯化培养后,与不同直径、不同负荷浓度、不同负荷作用时间的钛颗粒悬液共孵育,再采用精准的流室系统对钛颗粒负荷的rMSCs施加一定的流体剪切应力(Fluid shear stress, FSS)后立刻固定细胞,经免疫荧光抗体染色,结合激光共聚焦显微镜技术和图像分析软件定性定量分析rMSCs F-actin表达和DNA含量的变化情况.同时设置相应的未经钛颗粒孵育的rMSCs细胞为对照组细胞.结果显示,切应力作用可上调rMSCs 胞内F-actin 的表达.亚微(Submicron)直径(0.9μm)的钛颗粒负荷对rMSCs F-actin表达和DNA含量的抑制作用最为显著,并伴有凋亡小体出现;直径为2.7μm的钛颗粒负荷产生的抑制作用略为减弱,而较大直径(6.9μm)的抑制效应最弱.相同条件下,钛颗粒负荷对F-actin的抑制效应有一定的时间和浓度依赖性:以0.1wt%浓度对F-actin表达和DNA含量的抑制效应最为明显,亦有凋亡小体的出现;随着浓度的降低,抑制作用亦减弱,以0.01wt%浓度最弱;随着作用时间的延长,F-actin表达和DNA含量逐渐降低,至实验中的32 h达到最低值.提示:磨屑颗粒对rMSCs活力的抑制作用是假体无菌性松动的可能分子机制,对其具体细胞分子机制进行深入研究,必将有助于有效防治假体松动药物的研发应用以及人工关节材料的优化设计,从而为全关节置换术患者真正带来福音.
假體磨損碎屑顆粒是引起假體-骨界麵無菌性炎癥和骨溶解而緻全關節置換術失敗的主要原因之一.磨屑顆粒所誘髮的骨溶解鬚有週圍骨組織中成骨細胞分泌足夠的骨基質以瀰補丟失的骨量,而成骨細胞正常的數量和質量有賴于其來源骨髓祖細胞-骨髓間質榦細胞的正常增殖分化能力的維持.為瞭探討磨屑鈦顆粒對大鼠骨髓間質榦細胞(Rat MSCs,rMSCs)產生細胞毒性的可能細胞分子機製, 選用健康3月齡SD雄性大鼠,採用Percoll等密度梯度離心法分離穫取rMSCs,經體外傳代純化培養後,與不同直徑、不同負荷濃度、不同負荷作用時間的鈦顆粒懸液共孵育,再採用精準的流室繫統對鈦顆粒負荷的rMSCs施加一定的流體剪切應力(Fluid shear stress, FSS)後立刻固定細胞,經免疫熒光抗體染色,結閤激光共聚焦顯微鏡技術和圖像分析軟件定性定量分析rMSCs F-actin錶達和DNA含量的變化情況.同時設置相應的未經鈦顆粒孵育的rMSCs細胞為對照組細胞.結果顯示,切應力作用可上調rMSCs 胞內F-actin 的錶達.亞微(Submicron)直徑(0.9μm)的鈦顆粒負荷對rMSCs F-actin錶達和DNA含量的抑製作用最為顯著,併伴有凋亡小體齣現;直徑為2.7μm的鈦顆粒負荷產生的抑製作用略為減弱,而較大直徑(6.9μm)的抑製效應最弱.相同條件下,鈦顆粒負荷對F-actin的抑製效應有一定的時間和濃度依賴性:以0.1wt%濃度對F-actin錶達和DNA含量的抑製效應最為明顯,亦有凋亡小體的齣現;隨著濃度的降低,抑製作用亦減弱,以0.01wt%濃度最弱;隨著作用時間的延長,F-actin錶達和DNA含量逐漸降低,至實驗中的32 h達到最低值.提示:磨屑顆粒對rMSCs活力的抑製作用是假體無菌性鬆動的可能分子機製,對其具體細胞分子機製進行深入研究,必將有助于有效防治假體鬆動藥物的研髮應用以及人工關節材料的優化設計,從而為全關節置換術患者真正帶來福音.
가체마손쇄설과립시인기가체-골계면무균성염증화골용해이치전관절치환술실패적주요원인지일.마설과립소유발적골용해수유주위골조직중성골세포분비족구적골기질이미보주실적골량,이성골세포정상적수량화질량유뢰우기래원골수조세포-골수간질간세포적정상증식분화능력적유지.위료탐토마설태과립대대서골수간질간세포(Rat MSCs,rMSCs)산생세포독성적가능세포분자궤제, 선용건강3월령SD웅성대서,채용Percoll등밀도제도리심법분리획취rMSCs,경체외전대순화배양후,여불동직경、불동부하농도、불동부하작용시간적태과립현액공부육,재채용정준적류실계통대태과립부하적rMSCs시가일정적류체전절응력(Fluid shear stress, FSS)후립각고정세포,경면역형광항체염색,결합격광공취초현미경기술화도상분석연건정성정량분석rMSCs F-actin표체화DNA함량적변화정황.동시설치상응적미경태과립부육적rMSCs세포위대조조세포.결과현시,절응력작용가상조rMSCs 포내F-actin 적표체.아미(Submicron)직경(0.9μm)적태과립부하대rMSCs F-actin표체화DNA함량적억제작용최위현저,병반유조망소체출현;직경위2.7μm적태과립부하산생적억제작용략위감약,이교대직경(6.9μm)적억제효응최약.상동조건하,태과립부하대F-actin적억제효응유일정적시간화농도의뢰성:이0.1wt%농도대F-actin표체화DNA함량적억제효응최위명현,역유조망소체적출현;수착농도적강저,억제작용역감약,이0.01wt%농도최약;수착작용시간적연장,F-actin표체화DNA함량축점강저,지실험중적32 h체도최저치.제시:마설과립대rMSCs활력적억제작용시가체무균성송동적가능분자궤제,대기구체세포분자궤제진행심입연구,필장유조우유효방치가체송동약물적연발응용이급인공관절재료적우화설계,종이위전관절치환술환자진정대래복음.
