RANKL/RANK/OPG/MAPK信号系统在唑来膦酸抑制破骨细胞作用机制的研究

The osseointegration between the implant and the host bone determines the success rate of dental implants. Many studies show that zoledronic acid have a direct effect on osteoclasts, it can inhibit bone resorption and increased bone mineral density, its local application in theperi-implant can promote osseointegration,and then improve the success rate of dental implants. But the effection of zoledronic acid on osteoclast(OC)adjustment mechanism is still controversial. Currently, studies suggest that the RANKL-RANK-OPG axis and MAPK signal transduction pathway play an important role in the formation and activation of OC. Based on these studies, this topic is to establish the OC culture system invitro. Using the methods of real-time quantitative PCR and Western blot, we are todetect the expression of OC differentiation-related factors, such as M–CSF,OPG,RANKL,P38,and ERK under the treatment of different concentrations of zoledronic acid. We intend to discuss the relationship of the signal transduction pathways, in order to indentify the inhibitory effect of zoledronic acid and its mechanism of action in OC, so as to provide theoretical basis for its clinical application in dental implant.

种植体与周围骨结合状态决定种植体的成功率。许多研究表明，唑来膦酸能够对破骨细胞产生直接作用，抑制骨吸收，增加骨密度。利用唑来膦酸抑制破骨细胞活性，从而提升种植体与周围骨结合状态具有临床意义，但有关唑来膦酸对破骨细胞的具体调节机制尚存在争论。目前认为RANKL-RANK-OPG轴和 MAPK信号转导通路在破骨细胞形成和活化中发挥重要作用。基于以上研究本课题拟通过建立 破骨细胞体外培养体系，采用实时荧光定量PCR ( Real-time PCR)、免疫蛋白印迹（Western blot）等方法，检测不同浓度的唑来膦酸处理下破骨细胞分化相关因子M-CSFOPG、RANKL、P38 和 ERK 表达情况，并对相关信号转导通路的相互关系进行初步探讨，从而明确唑来膦酸对破骨细胞的抑制作用及其作用机制,为其在牙种植中的临床应用提供理论依据。

种植义齿成功的先决条件是骨量充足与骨质健康。应用唑来膦酸（zoledronic acid, ZOL）可以抑制骨吸收，增加种植义齿的成功率。然而目前有关ZOL对破骨细胞的形成与活化的具体调节机制尚存在争论。本研究猜想以RANKL-RANK-OPG轴为切入点，探讨该轴与相关信号转导通路的相互联系，初步了解ZOL的抑制骨吸收的调节机制。本项目主要从体外细胞实验和体内动物实验两个方面进行。本实验首先通过将ZOL作用于核因子 κB 受体活化因子配体（receptor activator of nuclear kappa-B ligand,RANKL）诱导的向破骨细胞分化的前体RAW264.7细胞，成功构建体外破骨细胞与ZOL共培养体系，以及建立SD大鼠骨质疏松实验模型，模拟绝经后骨质疏松的妇女，采用大鼠皮下一次性注射ZOL，并采用各种形态学染色、影像学鉴定破骨细胞形态与结构以及观察骨组织病理变化，采用RT-qPCR技术检测破骨细胞形成相关基因（NF-κB、RANK、NFATc1等）的表达，采用ELISA技术检测血清学转换指标（骨吸收指标CTX-I和骨形成指标PINP）的表达水平，最后采用免疫组织化学染色及蛋白质印迹法(Western blot)检测破骨细胞相关蛋白(RANKL、IκBα与p-IκBα、NF-κBp65与p-p65、P38、JNK及ERK)的表达水平，研究结果显示ZOL在体外可能通过抑制NF-κB和JNK信号通路来抑制破骨细胞及其肌动蛋白环结构形成和骨吸收功能，在体内ZOL对下颌骨骨吸收有一定抑制作用，而NF-κB信号通路可能参与抑制破骨细胞分化与成熟的作用。我们的研究对临床上合理应用ZOL提供了一定的参考作用，能够在避免并发症的前提下最大限度发挥它的药效，并从分子水平上初步了解ZOL抑制骨吸收的调节机制，为该药在口腔种植领域的临床局部应用提供理论基础。