红霉素抑制磨损颗粒诱发体内骨溶解的研究

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1、红霉素抑制磨损颗粒诱发体内骨溶解的研究作者：张超，戴尅戎*，汤亭亭，张晓玲，任伟平【摘要】［目的］通过小鼠体内磨损颗粒颅骨溶解模型研究红霉素抑制磨损颗粒诱发骨溶解的效果。［方法］24只8周龄的C57BL/J6雄性小鼠随机分为4组：聚甲基丙烯酸甲酯组接受PMMA0mg颗粒植入颅顶部，PMMA+2EM组接受30mgPMMA颗粒植入加每天EMmg/kg腹腔内注射，PMMA+10EM组接受PMMA0mg颗粒植入加每天EM10mg/kg腹腔内注射，对照组接受假手术。d后取出颅骨进行病理学分析。［结果］颅骨破坏面积对照组

2、为２±mm２,PMMA组２±２,PMMA+2EM组２±２,PMMA+10EM组mm２±２。对照组颅骨实验区域内破骨细胞计数为±个,PMMA组为±个,PMMA+2EM组为±个,PMMA+10EM组为±个。与对照组相比，PMMA颗粒可以诱发骨溶解(P【关键词】磨损颗粒;无菌性松动;骨溶解;红霉素　　　磨损颗粒导致的骨溶解和无菌性松动是人工关节中晚期失败和翻修手术的常见原因［1，2］。在髋关节置换术后10年，高达20%的患者会产生放射学的松动表现［3］。　　在对人工关节术后磨损颗粒诱发骨溶解松动反应的细胞生物学及分

3、子生物学深入研究的基础上，不少学者进行了许多的努力和尝试如药物治疗或者基因治疗来干预这一过程［4，5］。实验证实基因治疗可以有效的抑制磨损颗粒导致的骨溶解，但由于对其生物安全性的顾虑始终未能解除，近期内难以用于临床。通过药物来治疗磨损颗粒病仍然是研究的热点。　　既往的研究显示红霉素在体外可以通过调节小鼠核因子-κB的活性，而有效的抑制磨损颗粒诱导的破骨细胞生成［6］。体内小鼠皮下气囊模型中，红霉素可以抑制超高分子量聚乙烯磨损颗粒诱发的炎性骨溶解，抑制了炎性基因如白介素1β和肿瘤坏死因子α的表达，减少了细胞核

4、因子κB受体活化因子、细胞核因子κB受体活化因子配基及蛋白酶K基因的活化［7］。这提示红霉素对于磨损颗粒诱发的骨溶解可能具有治疗价值。本文通过建立小鼠颅骨磨损颗粒骨溶解模型，对红霉素抑制骨溶解的作用进行定量评价［4、5］。　　1材料和方法PMMA颗粒准备　　PMMA颗粒由中国科学院物理技术研究所黄勇博士提供，颗粒平均直径试验设计及动物手术　　24只C57BL/J6雄性小鼠随机分成4组，每组6只，平均体重22±g。手术时小鼠用戊巴比妥以4mg/kg剂量腹腔内麻醉。小鼠头顶部去毛，然后用%的碘伏消毒。经外耳联线中

5、点之间作矢状位切口长约1cm，暴露直径1cm的颅骨面积，注意不要破坏骨膜。将悬于100μlPBS液体中的PMMA颗粒均匀的涂于暴露颅骨的中缝的骨膜外。皮肤行间断缝合，防止颗粒外溢。PMMA组接受了PMMA0mg颗粒植入颅骨部位，PMMA+2EM组接受了30mgPMMA颗粒植入加上每天红霉素mg/kg腹腔内注射，PMMA+10EM组接受了PMMA0mg颗粒植入加上每天红霉素10mg/kg腹腔内注射。对照组接受了手术和植入100μl的不含PMMA颗粒的PBS液体。手术后，待小鼠清醒后送入笼中。动物自由摄取食物和水

6、，饲养于1h开关灯的清洁动物房中。标本处理和组织学分析　　手术后d，过量麻醉处死小鼠，取出颅骨，注意不要撕裂颅骨缝。去掉表面的皮肤及颅骨下面的脑组织，标本在4%的多聚四醛中固定1h，然后在%的EDTA4℃脱钙2周。脱钙液每3～d更换1次。梯度乙醇中脱水，石蜡包埋。矢状位做μm厚的连续切片。对于颅骨骨溶解分析时，每个标本对5张连续切片进行HE染色。照片用NikonEclipse0i显微镜系统于100X条件下拍摄。颅骨实验区位于拍摄的中央。使用ImagePro软件来计算骨溶解破坏面积(图1a)。　　分析破骨细胞

7、生成时，每个标本的5张连续切片用商业抗酒石酸酸性磷酸酶染色试剂盒进行染色。在二甲苯中脱蜡后，切片在染色工作液中37℃孵育90min。流水冲洗后于室温下用1%的甲基绿进行复染色min。中性树胶封片。骨溶解区域内红染的细胞为TRAP阳性的破骨细胞。统计分析　　结果表示为均数±标准差。颅骨的骨溶解面积和TRAP阳性破骨细胞在ANOVA分析后进行配对t检验，P　2结果.1颅骨实验区骨溶解　　对照组颅骨没有明显的骨溶解。植入PMMA颗粒的小鼠，可见明显的颅骨破坏；红霉素治疗的2组小鼠，骨破坏和骨溶解减少。对照组骨溶解面

8、积为±mm2,PMMA组±,高于对照组。在PMMA+2EM组±,PMMA+10EM组mm2±，2组骨溶解面积均小于PMMA组(图3a)。红霉素治疗的2组小鼠，其颅骨溶解面积与对照组相比，均无明显差别。.2破骨细胞数量　　植入颗粒后，在实验区域诱发破骨细胞的生成，给予红霉素治疗后，破骨细胞的生成被抑制了(图2)。对照组破骨细胞为±个,PMMA组为±个,PMMA+2EM组为±个,PMMA+10EM组为±