60Coγ射線對鈦表面成骨細胞及p38 MAPK信號通路的影響.pdf

1、絕大多數(shù)頜面部惡性腫瘤患者術后存在軟硬組織缺損，贗復體修復仍是目前頜面缺損的主要修復方式之一，種植體支持固位的贗復體可以大大提高修復效果。但是，頜面部惡性腫瘤患者往往需要術前或術后放療，由于放療后的骨組織活性顯著降低，在放療骨植入種植體失敗的風險要遠高于正常骨組織。近年來隨著計算機快速成型技術的發(fā)展，可以在手術切除腫瘤的同期按設計植入種植體，然后再進行放、化療，最終完成贗復體的制作，即放療前的種植修復。為了闡明射線對鈦表面成骨細胞生物學

2、活性的影響以及射線改變成骨細胞分化能力的分子機制，本研究觀察了60Coγ射線對微弧氧化（MAO）、純鈦拋光（PT）和培養(yǎng)板（TC）表面MC3T3-E1細胞增殖、分化能力及成骨相關基因表達的改變，并進一步研究了射線對MC3T3-E1細胞p38 MAPK信號通路的影響。
　　所取得的主要研究結果如下：
　　1.輻射劑量的篩選和MAO表面特性分析
　　MC3T3-E1細胞接種于培養(yǎng)板表面24小時后進行60Coγ射線照射。單次

3、照射劑量為2，4，6，8，10 Gy，未照射組作為對照。MTT實驗證實從輻射后第3天開始，4 Gy以上輻射劑量顯著降低了培養(yǎng)板表面MC3T3-E1細胞的增殖能力。在含有Ca和P的電解液中對純鈦試件進行微弧氧化處理，所取得的MAO表面與PT表面相比，表面粗糙度增加，表面濕潤性提高。
　　2.60Coγ射線對兩種鈦表面MC3T3-E1細胞增殖的影響
　　MC3T3-E1細胞接種于MAO，PT，TC表面24小時后進行射線照射，單次

4、照射劑量為2，4，6，8，10 Gy，未照射組作為對照。輻射后第7天MTT法檢測射線對細胞增殖能力的影響。結果顯示：在3種表面，4 Gy以上輻射劑量顯著抑制了細胞的增殖。
　　同一輻射劑量下，比較3種表面對MC3T3-E1細胞增殖率的影響時，在8 Gy組，MAO表面的細胞增殖率高于TC表面（P＜0.05）；其余組別MAO表面的細胞增殖率均高于PT或TC表面，但是并沒有統(tǒng)計學差異(P＞0.05)。
　　3.60Coγ射線對兩種

5、鈦表面MC3T3-E1細胞分化能力的影響
　　MC3T3-E1細胞接種于MAO，PT，TC表面24小時后進行射線照射，單次照射劑量為4和8 Gy，未照射組作為對照。分別對各組進行堿性磷酸酶（ALP）、膠原分泌、基質礦化及成骨相關基因表達的測定。結果顯示：在3種表面，8 Gy射線顯著抑制了細胞膠原的分泌，但并未對其ALP活性有顯著影響。在PT和TC表面，8 Gy射線顯著降低了細胞的基質礦化。RT-PCR結果表明：輻射后第16天，在3

6、種表面，8 Gy劑量顯著抑制了OSX，COL-Iα1和OCN基因的表達。
　　同一輻射劑量下，比較3種表面對MC3T3-E1細胞分化能力的影響時，在3個劑量組，細胞在MAO表面的膠原分泌高于PT或TC表面；而細胞在MAO表面的ALP活性均低于PT或TC表面。RT-PCR結果表明：在3個劑量組，對于ALP基因，總的表達趨勢為TC＞PT＞MAO。
　　4.60Coγ射線對MC3T3-E1細胞p38 MAPK信號通路的影響

7、　　MC3T3-E1細胞接種于培養(yǎng)板表面24小時后進行射線照射。單次照射劑量為8，16 Gy，未照射組作為對照。分別對各組進行細胞增殖、堿性磷酸酶（ALP）和基質礦化的測定。MTT實驗證實16 Gy射線完全抑制了MC3T3-E1細胞的增殖能力。并且，該劑量射線引起細胞ALP活性和基質礦化顯著降低。
　　細胞接種于培養(yǎng)板表面24小時后接受16 Gy射線照射，未照射組作為對照。細胞培養(yǎng)第3、6、9天real-time PCR檢測BMP

8、2、BMP4基因mRNA水平表達，接受射線照射后1 h、8 h及細胞培養(yǎng)第3、9天Western Blot檢測 p38表達及其磷酸化水平。RT-PCR結果表明16 Gy射線并未對細胞BMP2，BMP4基因mRNA水平產(chǎn)生明顯影響。Western blot結果證實在不同的時間點，射線并未對p38總蛋白的表達產(chǎn)生明顯影響。相比于對照組，在輻射后1小時，細胞p38的磷酸化水平明顯增強，接著迅速下降。從第3天開始，16 Gy照射組細胞p38的磷

9、酸化明顯下調；至第9天，這種下調更為顯著。說明16 Gy射線可能通過改變MC3T3-E1細胞p38的磷酸化水平，來抑制其成骨功能。
　　結論：
　　1.在3種不同的表面（MAO，PT，TC），射線對于MC3T3-E1細胞生物學活性的影響是相似的，為放療前種植提供了理論依據(jù)。
　　2.相同輻射劑量下，MC3T3-E1細胞在 MAO表面的膠原分泌均高于 PT表面，提示應盡量選擇MAO種植體植入缺損區(qū)。
　　3.16G