低劑量X射線對假體周圍骨生長及成骨樣細胞影響的研究

《低劑量X射線對假體周圍骨生長及成骨樣細胞影響的研究》是依託蘇州大學，由董啟榕擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：低劑量X射線對假體周圍骨生長及成骨樣細胞影響的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：董啟榕
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

低劑量X射線對骨科疾病影響的研究甚少，在原有X線輻照促進骨折模型癒合和促進體外成骨細胞增殖和分化的工作基礎上:一、構建大鼠假體周圍骨溶解模型，予以低劑量X線輻照，通過組織免疫、病理學、Micro-CT、生物力學等技術觀察假體周圍新生骨及骨長入的情況。 二、對離體培養的成骨樣細胞也輻照干預，通過基因晶片、定量PCR、Western Blot、FCM、螢光共聚焦等實驗技術，對鈣離子、成骨細胞特徵性蛋白、生長因子和cbfa1、OPG/RANKL、MAPK、wnt-等信號通路進行檢測，分別從基因、蛋白、細胞等不同水平了解X線輻射對細胞增殖、分化及信號通路的影響。對篩查出的信號分子予以RNA干擾或阻斷劑阻斷，再次驗證X線輻照對成骨樣細胞的影響。了解X線對假體周圍骨生長的作用，明確其劑量-效應關係，並探索其機理。為低劑量X線輻照促進骨形成和骨生長，提供新的理論依據，為拓寬其臨床套用研究，打下基礎。

結題摘要

骨科疾病患者常常需要接受多次X射線的照射，如X-CT、攝片、術中透視，所受的照射劑量一般屬低劑量範圍水平。所以研究低劑量X射線照射對骨科相關疾病的作用，具有重要的意義。然而這方面的研究甚少。我們在原有低劑量X線促進大鼠骨折模型，骨痂生長、骨折癒合的相關工作基礎上，探索性地研究低劑量X線照射（low dose irradiation, LDI）對人工假體界面骨生長、骨長入及對成骨樣細胞增殖、分化、功能表達及信號傳導通路的影響，初步闡明低劑量X線輻照潛在促進假體周圍骨形成的機理。研究中，我們構建了兔的骨溶解模型，予以0.5Gy X射線照射後，蒐集股骨標本，行Micro-CT掃描，進行硬組織切片，染色觀察假體周圍組織結構及生物力學試驗等檢查，發現0.5Gy X射線可有效通過促進骨形成、增加假體周圍骨長入，提高假體的力學性能。LDI 可有效的抑制Ti 顆粒體內的假體周圍炎症反應。在機理的探索方面，將MC3T3-E1細胞予以單次、不同劑量（≤1.0Gy）的X射線照射，發現0.5和1.0Gy的X射線照射促進了成骨細胞的分化。為進一步闡明促進分化的原因，對低劑量X射線照的MC3T3-E1細胞進行了基因表達譜的測定，發現低劑量的X射線促進成骨細胞分化和鈣化，可能與細胞外基質-局部粘附-細胞骨架途徑和生長因子相關信號通路有關。為了驗證相關的信號通路，我們分別對肌動蛋白細胞骨架、Wnt/-Catenin信號通路、TGF-1/Smad2、3信號通路、IGF-1/Akt信號通路，發現上述通路均與成骨細胞的分化相關，且相互影響，形成網路系統。該項目結合組織，細胞，分子多個層面的研究結果，證實了LDI促進了骨組織生長及其運用於防止假體鬆動的潛在價值，並初步闡明了其機理，為探索低劑量X射線對骨組織修復重建的影響，提供了參考和依據。