鉻離子對人成骨樣細胞株MG63的毒性與其氧化應激關系的實驗研究.pdf

1、氧自由基生物學是一門新興的學科，目前的研究發(fā)現(xiàn)氧自由基參與許多疾病的發(fā)病機制，抗氧化劑又可用于許多與氧自由基損傷有關的疾病的防治，具有重大的實用性。因而自由基生物學與醫(yī)學緊密相聯(lián)，成為一個十分活躍的研究領域?？谇宦匝装Y性疾病和骨吸收相關的病理過程都有氧自由基的參與。 牙缺損或缺失后常用金屬或包含金屬的材料進行修復。非貴金屬材料因價格便宜，又具有良好的機械性能，在臨床上廣泛運用。臨床上經(jīng)?？梢钥吹酱饔眯迯腕w一段時間后出現(xiàn)牙齦著色

2、、增生、紅腫乃至局限性牙周炎或種植體周圍炎的發(fā)生。在各種影響修復體周圍組織健康的因素中，修復用合金的影響受到越來越多的關注。這些合金在口腔潮濕環(huán)境緩慢釋放出金屬離子，一定濃度的金屬離子對口腔軟硬組織可產(chǎn)生毒性作用。近年的研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)過渡金屬離子可能影響單核細胞、成纖維細胞等多種細胞內(nèi)氧化還原反應，引起細胞的氧化應激，進而影響細胞的形態(tài)、增殖和分化。成骨細胞是參與骨重建的重要細胞，成骨細胞的功能狀態(tài)是影響牙周健康的重要因素。有關金屬離

3、子對成骨細胞的毒性作用以及與氧化應激之間關系的研究，目前尚未見報道。鉻離子是修復用生物合金的基本組分之一，鉻與許多疾病和損傷密切相關。鉻離子的生物毒性機制是否與刺激組織細胞產(chǎn)生活性氧 (reactive oxygen species，ROS),引起氧化應激有關，是學者們的研究熱點，但具體機制仍不十分清楚。本課題針對相關內(nèi)容，以人成骨樣細胞株MG63為研究對象，分三部分進行了探討。 1.氧化應激對人成骨樣細胞MG63活性的影響

4、 利用黃嘌呤/黃嘌呤氧化酶(xanthine/xanthine oxidase，X/XO) 的酶促反應生成超氧陰離子自由基刺激MG63細胞，成功建立了成骨細胞氧化應激模型，運用氧化敏感性熒光探針 DCFH-DA結合流式細胞術檢測了細胞內(nèi)ROS的生成，用倒置顯微鏡和 MTT 實驗觀察研究氧化應激對成骨細胞形態(tài)和增殖活力的影響。結果發(fā)現(xiàn)，X/XO 處理后細胞形態(tài)發(fā)生明顯破壞，細胞增殖活力明顯降低，且隨處理濃度增大、時間延長，細胞內(nèi)ROS

5、的生成量越大，細胞增殖活力降低更明顯。XO的抑制劑Oxypurinol在抑制細胞內(nèi)ROS產(chǎn)生的同時，也拮抗了X/XO引起的成骨細胞毒性。提示氧化應激可以破壞成骨細胞形態(tài)，抑制成骨細胞增殖活力。 2.鉻離子對人成骨樣細胞MG63的毒性作用 5-20μM 的Cr<'6+>和Cr<'3+>刺激MG63細胞，定量研究不同價態(tài)的鉻離子對 MG63細胞的毒性作用。用抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸(N-aeetyl-cysteine，NAC

6、)預處理細胞，觀察它們對鉻離子引起的成骨細胞毒性作用的拮抗效應。結果發(fā)現(xiàn)，Cr<'6+>對MG63細胞具有明顯的細胞毒性，抑制成骨細胞增殖活力和堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)活性，破壞細胞正常形態(tài)和亞結構。Cr<'3+>對 MG63 細胞的活性沒有明顯的影響。1-5mM的抗氧化劑NAC可以抑制Cr<'6+>引起的成骨細胞毒性。為進一步研究氧化應激在鉻離子引起的成骨細胞毒性機制中的作用提供相應的實驗基礎。

7、 3 鉻離子作用下的人成骨樣細胞MG63的氧化應激 用5-20μM的鉻離子對MG63細胞染毒，氧化敏感性熒光探針DCFH-DA結合流式細胞術及MDA實驗檢測不同價態(tài)、不同濃度鉻離子對MG63細胞內(nèi)ROS生成的影響和細胞脂質(zhì)過氧化損傷程度。結果發(fā)現(xiàn)：5-20μM Cr<'6+>染毒1h后細胞內(nèi)ROS的生成明顯增加，高濃度組比低濃度組ROS生成更多；10μM Cr<'6+>染毒15-120min，引起MG63細胞內(nèi)ROS的大量

8、生成，且隨著染毒時間的延長，細胞內(nèi) ROs的生成量也越多；5-20μM Cr6<'6+>染毒24h和72h引起MG63細胞脂質(zhì)過氧化損傷，cr<'6+>濃度越高、染毒時間越長，細胞脂質(zhì)過氧化損傷程度越高；1-5mM的抗氧化劑NAC可以抑制cr<'6+>引起的MG63細胞內(nèi)ROs的產(chǎn)生和脂質(zhì)過氧化損傷；5-20μM的Cr<'3+>對MG63細胞內(nèi)ROS的生成和脂質(zhì)過氧化損傷程度無明顯影響。上述結果提示，Cr<'6+>刺激MG63細胞內(nèi)RO