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牛蒡子苷经炎性因子和肠道菌群抑制钛颗粒诱导骨溶解的机制

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中国骨质疏松杂志 2024年第6期30卷 847-852页

作者：唐琳谢佑红周天宇周怡琳葛冬冬王姜俨董群伟孙平广东药科大学附属第一医院内分泌科广东广州510006 广东药科大学附属第一医院骨科广东广州510006 广东省云浮市中医院骨科广东云浮527300

目的基于炎性因子和肠道菌群的变化,探讨牛蒡子苷(ARC)抑制钛颗粒诱导小鼠颅骨周围骨溶解的机制。方法20只7周龄C57BL/6J雌性小鼠被随机均匀分配到以下组:空白组(SHAM)、骨溶解模型组(Vehicle)、ARC低剂量组(L-ARC)以及ARC高剂量组(H-AR... 详细信息

目的基于炎性因子和肠道菌群的变化,探讨牛蒡子苷(ARC)抑制钛颗粒诱导小鼠颅骨周围骨溶解的机制。方法20只7周龄C57BL/6J雌性小鼠被随机均匀分配到以下组:空白组(SHAM)、骨溶解模型组(Vehicle)、ARC低剂量组(L-ARC)以及ARC高剂量组(H-ARC),每组5只。L-ARC、H-ARC组在Vehicle组基础上分别给予5、10 mg/(kg·d)ARC腹腔注射,SHAM组和Vehicle组腹腔注射等剂量生理盐水,每日1次,共14 d。通过Micro-CT测定小鼠颅骨BMD、BV/TV、Tb.N、BS/BV、Tb.Sp和Tb.Th;ELISA法检测小鼠血清中TRACP5b、CTX、OCN、IL-6、TNF-α和IL-10水平;16S rRNA高通量测序技术分析粪便中菌群结构与丰度变化。结果Vehicle组BMD、BV/TV、Tb.N、BS/BV、Tb.Th、OCN和IL-10较SHAM组显著降低(P0.05),Tb.Sp、TRACP5b和CTX有降低趋势(P>0.05),TNF-α和IL-6显著降低(P0.05),Tb.Sp有降低趋势(P>0.05)。在门水平,Vehicle组Firmicutes/Bacteroidota(F/B)率较SHAM组有升高趋势(P>0.05);L-ARC和H-ARC组F/B率较Vehicle组显著降低(P0.05),Prevotellaceae_UCG-001和Rikenellaceae_RC9_gut_group丰度有降低趋势(P>0.05);较Vehicle组,经ARC干预后,Ileibacterium丰度显著降低(P钛颗粒诱导的小鼠颅骨骨溶解,且呈剂量依赖性。

关键词：无菌性假体松动钛颗粒骨溶解牛蒡子苷炎性因子肠道菌群

过表达miR-25通过NFATc1信号通路调控钛颗粒诱导的破骨细胞分化

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中国组织工程研究 2022年第5期26卷 682-687页

作者：胡维帆郑力李大地孙阳赵凤朝徐州医科大学研究生院江苏省徐州市221000 徐州医科大学附属医院骨科江苏省徐州市221000

背景:研究发现miR-25的下调与活化T细胞核因子c1(nuclear factor of activated T cells c1,NFATc1)过度激活相关,而NFATc1是破骨细胞分化成熟中的核心转录因子,提示miR-25的表达水平能调控破骨细胞分化。目的:探讨过表达miR-25对Ti颗粒... 详细信息

背景:研究发现miR-25的下调与活化T细胞核因子c1(nuclear factor of activated T cells c1,NFATc1)过度激活相关,而NFATc1是破骨细胞分化成熟中的核心转录因子,提示miR-25的表达水平能调控破骨细胞分化。目的:探讨过表达miR-25对Ti颗粒诱导的破骨细胞分化的影响,并探索其中的信号通路。方法:体外培养RAW264.7细胞系,CCK-8测定Ti颗粒对细胞增殖的影响;转染miR-25模拟物(mimics)至RAW264.7细胞,并与Ti颗粒培养诱导破骨细胞的分化;免疫荧光检测NFATc1的激活状态,TRAP染色及计数验证各组破骨细胞分化情况,实时荧光定量PCR检测Ca2+/NFATc1通路分子NFATc1、CaMKⅡ、CaMKⅣmRNA表达。结果与结论:(1)低浓度的Ti颗粒(0.1 g/L)对细胞增殖无明显影响;(2)与阴性对照组相比,miR-25过表达组破骨细胞(TRAP阳性细胞)生成明显减少(P 颗粒诱导的破骨细胞分化,这一过程可能是通过Ca2+/NFATc1通路实现的。

关键词： miR-25 破骨细胞 NFATc1 RAW264.7细胞钛颗粒

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钛颗粒对大鼠种植体周围炎炎症效应的影响

钛颗粒对大鼠种植体周围炎炎症效应的影响

作者：钟芳广西医科大学

学位级别：硕士

目的和意义:通过建立大鼠种植模型,在体内研究钛颗粒对种植体周围炎炎症效应的影响。方法:1.选取32只SPF级雄性SD大鼠进行实验,拔除大鼠双侧上颌第一磨牙,4周后植入种植体。待种植体愈合4周后将所有大鼠随机分为4组(每组8只):PBS组、Ti... 详细信息

目的和意义:通过建立大鼠种植模型,在体内研究钛颗粒对种植体周围炎炎症效应的影响。方法:1.选取32只SPF级雄性SD大鼠进行实验,拔除大鼠双侧上颌第一磨牙,4周后植入种植体。待种植体愈合4周后将所有大鼠随机分为4组(每组8只):PBS组、Ti组、LPS组和Ti+LPS组。PBS组和LPS组分别在种植体周龈组织注射PBS和1.0mg/ml的牙龈卟啉单胞菌脂多糖(P.gLPS),每周2次,每次10ul;Ti组和Ti+LPS组在种植体周植入0.5mg钛颗粒,随后在相同部位分别注射PBS和1.0mg/ml的P.g-LPS,每周2次,每次10ul。干预4周后处死大鼠并取材。2.Micro-CT分析不同组间大鼠种植体周围骨高度的变化情况;HE染色观察种植体周组织形态学和病理学改变;TRAP染色观察破骨细胞分布与数量;实时荧光定量聚合酶链反应(RT-q PCR)和免疫组织化学染色(IHC)检测种植体周组织中炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α和骨代谢因子RANKL、OPG的m RNA和蛋白表达情况。采用SPSS25.0统计软件和Graphpad prism绘图软件对实验结果进行数据分析和处理。结果:1.利用LPS干预成功构建大鼠种植体周围炎模型。2.Micro-CT结果显示:干预4周后4组大鼠的骨高度值从高到低依次为:PBS组>Ti组>LPS组>Ti+LPS组,且各组间差异均具有统计学意义(P<0.05)。3.HE结果显示:PBS组软硬组织边界清晰,无明显炎症细胞浸润;Ti组偶可见少量炎症细胞浸润;LPS组局部较多炎症细胞浸润,牙槽骨表面不光滑,可见破骨细胞和骨吸收陷窝。Ti+LPS组局部大量炎症细胞浸润,牙槽骨表面骨吸收呈蚕食状。4.TRAP染色结果显示:PBS组大鼠未见明显的成熟破骨细胞,Ti组可见少量成熟破骨细胞,两者相比差异有统计学意义(P<0.05);LPS组成熟破骨细胞数显著高于PBS组和Ti组(P<0.05);Ti+LPS组成熟破骨细胞数量最多,与其它3组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。5.RT-qPCR和IHC结果显示:(1)在4组大鼠龈组织中,IL-1β、IL-6、TNF-α和RANKL的m RNA表达量及相应蛋白表达量均为:PBS组

关键词：种植动物模型钛颗粒种植体周围炎骨吸收

姜黄素对钛颗粒诱导的小鼠气囊植骨模型溶骨的保护作用

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中成药 2022年第7期44卷 2295-2299页

作者：刘子歌张晨宋国瑞李燕郭凤英刘心蕊陈德胜宁夏医科大学临床医学院宁夏银川750004 生育力保持教育部重点实验室宁夏生殖与遗传重点实验室宁夏银川750004 宁夏医科大学基础医学院宁夏银川750004 宁夏回族自治区人民医院骨科宁夏银川750004

目的探讨姜黄素对钛颗粒诱导的小鼠气囊植骨模型溶骨的保护作用。方法取30只雌性适龄BALB/c小鼠制备气囊植骨模型,将其随机分为空白组、模型组、姜黄素组,每组10只。造模结束后,观察骨片与气囊组织形态,TRAP染色检测破骨细胞数目,RT-q... 详细信息

目的探讨姜黄素对钛颗粒诱导的小鼠气囊植骨模型溶骨的保护作用。方法取30只雌性适龄BALB/c小鼠制备气囊植骨模型,将其随机分为空白组、模型组、姜黄素组,每组10只。造模结束后,观察骨片与气囊组织形态,TRAP染色检测破骨细胞数目,RT-qPCR法检测小鼠破骨细胞中TRAP、NFATc1、OPG、RANKL mRNA表达,ELISA法检测小鼠植入颅骨中TNF-α、IL-1β、IL-6、OPG、RANKL水平,检测各组小鼠血清中ALT、AST、Cre、BUN活性。结果与模型组比较,姜黄素组小鼠植入骨片破坏缓解,破骨细胞数量减少(P0.05)。结论姜黄素可通过抑制RANKL信号通路来减轻钛颗粒诱导的小鼠气囊植骨模型的炎症骨溶解。

关键词：姜黄素骨溶解钛颗粒无菌性松动气囊植骨模型 RANKL

钛颗粒负荷下成骨细胞对破骨细胞功能的调节作用

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生物医学工程学杂志 2011年第3期28卷 506-512页

作者：张本贵吴江郭应强陈槐卿四川大学华西医院胸心血管外科成都610041 四川大学华西基础医学与法医学院生物医学工程研究室成都610041

前期研究的结果表明,磨损颗粒可通过假体-界面膜进入假体周围间隙与成骨细胞(OBs)直接相互作用,影响OBs功能、促进OBs分泌活性因子。为进一步探讨磨损颗粒与OBs作用后是否会影响破骨细胞(OCs)的骨吸收功能,本研究通过结合形态学特征(TRA... 详细信息

前期研究的结果表明,磨损颗粒可通过假体-界面膜进入假体周围间隙与成骨细胞(OBs)直接相互作用,影响OBs功能、促进OBs分泌活性因子。为进一步探讨磨损颗粒与OBs作用后是否会影响破骨细胞(OCs)的骨吸收功能,本研究通过结合形态学特征(TRAP染色、OCs扫描电镜观察、F-actin荧光标记、骨吸收陷窝染色和扫描电镜观察、钙离子荧光追踪)和生化学评价(ABC-ELISA法测定I型胶原交联羧基末端肽浓度),综合分析了3种直径(6.9、2.7和0.9μm)钛颗粒与OBs共孵育后的的条件培养基(CM)对OCs形态和功能的影响。结果表明,较小的0.9μm组CM可促进OCs分化、发育、成熟,部分活化OCs,影响OCs的存活;2.7μm和6.9μm组的CM,尤其是6.9μm组可明显促进OCs分化、发育、成熟、活化,维持OCs的存活;这与OCs细胞内钙离子浓度升高有关。以上结果提示OCs的活化、存活以及分化在假体松动中起着重要的作用;本研究为假体无菌性松动的防治、人工关节设计的材料优化选择提供了新的实验依据。

关键词：无菌性松动钛颗粒成骨细胞破骨细胞

槲皮素通过激活Nrf2信号通路抑制NLRP3炎症小体激活缓解钛颗粒诱导的炎症性骨溶解

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槲皮素通过激活Nrf2信号通路抑制NLRP3炎症小体激活缓解钛颗粒诱...

作者：韩洲苏州大学

学位级别：硕士

背景:假体植入失败通常伴随着人工关节置换数量的增加而激增,由假体周边骨溶解所引起的无菌性松动是植入失败的主要因素。科学研究已经证实,由磨损颗粒所诱导的慢性炎症是形成假体周边骨溶解的主要因素。Nrf2是调控氧化应激的重要因子,... 详细信息

背景:假体植入失败通常伴随着人工关节置换数量的增加而激增,由假体周边骨溶解所引起的无菌性松动是植入失败的主要因素。科学研究已经证实,由磨损颗粒所诱导的慢性炎症是形成假体周边骨溶解的主要因素。Nrf2是调控氧化应激的重要因子,该因子的活化能够抑制NLRP3炎症小体的活化。而槲皮素作为一类天然的抗氧化剂,大量科学研究已经证实了其抗氧化功效是通过活化Nrf2信号通路而达到的;最近,槲皮素又被研究证实了能够通过控制NLRP3炎症小体的活化控制炎症发生。但目前仍不清楚槲皮素是否能抑制钛颗粒诱导的炎症性骨溶解,其具体机制也尚不清楚。目的:本研究旨在探讨槲皮素是否通过激活Nrf2信号通路阻碍NLRP3炎症小体的激活从而抑制钛颗粒诱导的炎症性骨溶解,进而寻求建立对假体周围骨溶解药物治疗的新思路。方法:在体外,小鼠骨髓来源的巨噬细胞(BMDMs)和由PMA分化的人髓系白血病单核细胞(THP-1)用LPS预处理,然后与不同浓度的槲皮素(10μM、20μM、40μM)和钛颗粒共同孵育。采集了细胞上清液和裂解液,并通过Western Blot测试了 Nrf2、NLRP3、IL-1β、Caspase-1、GSDMD 等的表达水平。在体内,用 C57BL/6J小鼠建立了小鼠颅骨的骨溶解模型,并用不同浓度的槲皮素(30mg/kg/d、60mg/kg/d)进行为期两周的干预。使用Micro-CT、H&E染色、TRAP染色和免疫组织化学染色分析槲皮素对小鼠颅骨骨溶解和炎症因子的影响。最后,使用Nrf2特异性小干扰RNA(Nrf2-siRNA)沉默Nrf2的表达,以验证槲皮素是否通过激活Nrf2信号通路来阻碍NLRP3炎症小体的激活发挥抑制炎症性骨溶解的作用。结果:在体外,Western Blot结果显示槲皮素显著的上调了 Nrf2的表达水平并且呈现浓度依赖性;同时,槲皮素抑制了钛颗粒诱导的BMDMs和THP-1细胞的NLRP3、Caspase-1、IL-1β和GSDMD的表达。这些结果表明了槲皮素在体外通过激活Nrf2通路抑制NLRP3炎症小体激活从而抑制细胞焦亡。在体内,由钛颗粒所诱发的小鼠颅骨骨溶解模型,由不同浓度槲皮素治疗2周后,Micro-CT结果显示槲皮素减少了骨溶解的发生率,H&E染色结果则显示槲皮素降低了骨膜厚度和骨骼表面的腐蚀程度,TRAP染色结果显示槲皮素抑制了破骨细胞的产生,免疫组织化学染色结果证明槲皮素抑制了炎症因子的释放。最后,使用Nrf2-siRNA沉默了 Nrf2的表达,发现Nrf2的沉默逆转槲皮素对于NLRP3、caspase-1、IL-1β和GSDMD表达的抑制作用。结果表明了槲皮素抑制钛颗粒诱导的炎症性骨溶解是通过激活Nrf2信号通路来阻碍NLRP3炎症小体的激活而实现的。结论:本实验的研究结果,证实了槲皮素通过激活Nrf2信号通路抑制NLRP3炎症小体的激活从而抑制钛颗粒所诱发的炎症性骨溶解。为假体周围骨溶解的药物疗法提出了全新的探索思路。

关键词：槲皮素钛颗粒炎症性骨溶解 Nrf2 NLRP3炎症小体

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钛颗粒负荷对成骨细胞释放细胞因子的影响

生物医学工程学杂志 2011年第4期28卷 748-752页

作者：吴江王艳霞任弘毅孙亨范恒王海舟陈槐卿四川大学华西基础医学与法医学院生物医学工程研究室成都610041 四川大学图书馆成都610041

假体周围的溶骨性因子是造成无菌性松动的主要原因之一。前期的研究表明,磨损颗粒抑制成骨细胞分化和矿化能力,为探索不同直径的磨损颗粒对成骨细胞释放细胞因子的影响,我们采用双夹心抗体ELISA、RT-PCR法分析3种直径钛颗粒对兔成骨细... 详细信息

假体周围的溶骨性因子是造成无菌性松动的主要原因之一。前期的研究表明,磨损颗粒抑制成骨细胞分化和矿化能力,为探索不同直径的磨损颗粒对成骨细胞释放细胞因子的影响,我们采用双夹心抗体ELISA、RT-PCR法分析3种直径钛颗粒对兔成骨细胞表达IL-6I、L-10和破骨细胞分化因子(ODF)的影响。结果显示:0.9μm钛颗粒刺激成骨细胞产生大量促骨吸收因子(IL-6、ODF)的同时快速而短暂地释放抑骨吸收因子(IL-10);2.7μm和6.9μm钛颗粒,尤其是后者主要是刺激成骨细胞缓慢而强烈地产生促骨吸收因子。提示:磨屑颗粒作用成骨细胞的生物学反应是双相的,且反应程度因颗粒大小和作用时间的不同而又有所不同。可见如何抑制假体周围溶骨性因子的产生以及人工材料的优化选择是提高人工假体寿命的关键。

关键词：钛颗粒成骨细胞破骨细胞破骨细胞分化因子

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钛颗粒对成骨细胞增殖分化及细胞形态的影响

中国修复重建外科杂志 2014年第5期28卷 581-585页

作者：林绵辉史玉朋王磊叶俊强深圳市龙岗中心医院骨关节科广东深圳518116

目的通过观察钛颗粒对成骨细胞增殖分化和细胞形态的影响,探讨其可能的内在联系和作用机制。方法取10只新生24 h SD大鼠颅骨,采用多次酶消化法体外分离培养成骨细胞,ALP和茜素红染色进行细胞鉴定。取生长良好的第3代细胞,分别采用浓度为... 详细信息

目的通过观察钛颗粒对成骨细胞增殖分化和细胞形态的影响,探讨其可能的内在联系和作用机制。方法取10只新生24 h SD大鼠颅骨,采用多次酶消化法体外分离培养成骨细胞,ALP和茜素红染色进行细胞鉴定。取生长良好的第3代细胞,分别采用浓度为0.01、0.05、0.1、0.5、1 mg/mL的钛颗粒培养基(0.01、0.05、0.1、0.5、1 mg/mL组)培养,7 d后用细胞计数试剂盒8检测吸光度(A)值,比较不同浓度钛颗粒对成骨细胞增殖能力的影响,并筛选半数致死浓度;ELISA法检测细胞Ⅰ型胶原表达,比较不同浓度钛颗粒对成骨细胞分化能力的影响。另取以半数致死浓度钛颗粒培养7 d的成骨细胞(实验组)进行FITC-鬼笔环肽和碘化丙啶双重荧光染色,激光共聚焦显微镜下观察吞噬钛颗粒后细胞形态学的改变。以上观察指标均以正常第3代成骨细胞作为对照组。结果 ALP及茜素红染色鉴定提示培养的细胞为成骨细胞。培养7 d,各浓度组成骨细胞增殖、分化能力与对照组比较均有不同程度下降,差异均有统计学意义(P0.05)外,其余各浓度组间比较差异均有统计学意义(P钛颗粒的半数致死浓度为0.5 mg/mL。激光共聚焦显微镜下示,与对照组比较,实验组吞噬了钛颗粒的成骨细胞皱缩变形,伪足收缩变短,微丝排列紊乱。结论钛颗粒可抑制成骨细胞的增殖和分化能力,这种作用可能与吞噬钛颗粒后细胞形态学的改变有关。

关键词：钛颗粒成骨细胞细胞增殖细胞分化细胞形态大鼠

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钛颗粒着火过程氧化膜破裂行为的理论研究

航空材料学报 2012年第6期32卷 25-31页

作者：弭光宝黄旭曹京霞曹春晓北京航空材料研究院北京100095 清华大学新材料国际研发中心北京100084

在着火热自燃理论基础上,通过分析钛颗粒表面氧化膜与基体之间的应力状态,结合实验事实,提出氧化膜最外层首先发生破裂但不形成贯穿裂纹的观点,基于该观点建立模型理论研究外层氧化膜的破裂行为对钛颗粒着火过程的影响,并对钛的着火过... 详细信息

在着火热自燃理论基础上,通过分析钛颗粒表面氧化膜与基体之间的应力状态,结合实验事实,提出氧化膜最外层首先发生破裂但不形成贯穿裂纹的观点,基于该观点建立模型理论研究外层氧化膜的破裂行为对钛颗粒着火过程的影响,并对钛的着火过程进行物理模拟实验研究。结果表明:在673～1373K范围,当环境温度较低时,钛颗粒发生恒温氧化,氧化膜破裂导致氧化动力学曲线由抛物线向直线转化,当处于高温时,氧化膜的破裂使着火温度降低45K,不会对钛颗粒的着火过程产生强烈影响;当钛颗粒尺寸增大时,钛颗粒的着火温度未出现明显升高,与铝颗粒着火过程氧化膜的完全破裂机制不同;氧化膜内应力的变化使由外而内的裂纹扩展到一定程度后停止,即外层氧化膜不完全破裂,从而加速氧在内层氧化膜内扩散,增大了钛颗粒发生着火的敏感性;非等温氧化实验间接验证了外层氧化膜非贯穿破裂对钛着火过程影响的理论研究。

关键词：钛火外层氧化膜破裂机理钛颗粒着火模型非等温氧化