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压力刺激对大鼠牙槽骨成骨细胞环氧合酶-2分子表达的影响

汪卫国  
【摘要】: 力学环境是自然赋予生命体的一种生存环境,在这个复杂的环境中,生物体外的力、生命运动过程中产生的体内各组织、细胞间的相互作用力及细胞骨架形成和变化时产生的细胞内张力交互作用,构成了一个力学系统,调节着生物体的生长发育和细胞分化,这一点表现在力对骨骼系统的作用上尤为明显。 环氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)以往被认为与炎症、肿瘤等有密切关系,近年研究发现它在骨骼重建、骨质吸收以及成骨细胞力学信号转导中发挥着重要作用,主要表现为机械牵拉、流体力、节律性液体流(pulsating fluid flow,PFF)等机械刺激均能引起成骨细胞COX-2高水平表达,进而引起前列腺素(prostaglandins,PGs)量的增加,激活成骨细胞内多条信号传导通路。牙槽骨的吸收和重建受多种力学因素调节,在此过程中,COX-2扮演的角色是什么,它在力学信号转导过程中的作用机制是什么,目前尚无详细的报道。众多学者研究发现其差异表达对成骨细胞的生物学特征可能有重要的影响,COX-2及其特异性抑制剂应用可能会为口腔临床 第四军医大学硕士学位论文 中常见的牙槽骨新生和重建,解决不良应力致骨吸收等问题提供新的思路。 本研究目的在于通过观察体内、体外不同压力环境下牙槽骨成骨细胞 COX一2表达和分布的特点,探讨如何建立有利于牙槽骨新生和重建、减少 牙槽骨吸收的合适力学环境,以期为口腔临床修复提供参考依据。 本研究主要采用的方法是设计和制作细胞体外加力培养的合适装置; 建立牙槽骨成骨细胞体外原代培养及加力培养体系;观察不同方式和时间 的静压力作用下体外培养牙槽骨成骨细胞COX一2的表达变化特点;并观察 COX一2在正常发育牙胚及偏侧咀嚼大鼠牙槽骨中的免疫组织化学定位。 研究结果简述如下: 设计和制作成功细胞体外加力培养的合适装置。该装置可以为细胞生 长提供相对合适和稳定的生长环境,并能以不同的方式和时间给细胞施加 有效的静压力,达到较为理想的实验要求。 运用二步酶消化法培养了原代牙槽骨成骨细胞,并利用差异贴壁法对 其进行了有效地纯化。经形态学观察、ALP活性检测、Von Kossa染色法证 实其具有成骨细胞的生物学行为和表型,可作为牙槽骨成骨细胞培养模型 进行体外研究。 通过免疫细胞化学染色法和蛋白质免疫印迹法等观察到相同力值的静 压力作用下牙槽骨成骨细胞COX一2表达的量随着时间延长逐渐增加,但两 种方式的静压力对COX一2诱导性表达的量无显著性差异。 通过免疫组织化学染色法首次观察到COX一2在不同发育时期的牙胚及 其邻近组织中呈特异性时空分布模式,其阳性表达主要在牙胚发育帽状期 及钟状期的口腔上皮、外釉层、中间层和星网状层。 通过拔牙法建立了大鼠偏侧咀嚼模型,使得大鼠牙槽骨及牙周组织所 处的生物力学环境发生了改变,运用免疫组织化学染色观察到偏侧咀嚼大 鼠牙槽骨成骨细胞和牙周膜细胞COX一2存在诱导性表达。 本研究首次观察了体内、体外不同压力环境下牙槽骨成骨细胞COX一2 表达和分布的特点,结果证实了体内、体外的压力刺激均可诱导牙槽骨成 骨细胞COX一2的表达,其有可能通过下游一系列信号分子级联反应,激活 第四军医大学硕士学位论文 诸多的生化反应,将力学信号转化为生化信号,影响牙槽骨成骨细胞的生 物学特性。它的表达对牙槽骨吸收和重建可能有着重要的作用。


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