腺病毒携带TNF-α-SiRNA和BMP-2基因协同抑制磨损颗粒诱导小鼠假体周围骨溶解的实验研究

无菌性松动是导致人工关节置换术后中晚期失败的主要原因。目前尚无有效的非手术治疗方法。磨损颗粒引起炎性细胞因子释放，刺激破骨细胞分化导致假体周围骨吸收性骨溶解是松动发生的重要机制，其中肿瘤坏死因子-ɑ被认为是最重要的炎性因子。但假体周围骨溶解是骨吸收增加和骨形成减少的共同结果。因此，重视抑制骨吸收同时促进骨形成对防治假体松动具有重大意义。骨形态发生蛋白-2被认为是诱导成骨活性最强的骨形成蛋白。本课题采用RNA干扰技术，选用腺病毒携带TNF-ɑ-SiRNA和BMP-2 基因，探讨其对磨损颗粒刺激下的小鼠单核细胞分化为破骨细胞以及对前成骨样细胞分化为成骨细胞的影响。应用动物模型，探讨体内局部应用腺病毒载体介导TNF-α-SiRNA，BMP-2基因的安全性、有效性；并进一步研究TNF-ɑ-SiRNA，BMP-2基因在协同抑制假体周围骨溶解中的作用，最终为临床假体松动的局部基因治疗提供理论依据。

目前人工关节无菌性松动发病率逐年升高。由于翻修术的多种弊端，以及至今尚无一个公认而有效的非手术治疗策略。因此开发新的治疗方法极为重要。假体周围骨骨溶解被认为是松动发生的重要机制。其中TNF-α被视为引起骨吸收最重要的炎性因子，但假体周围骨溶解是骨形成减少和骨吸收增加的共同结果。因此，重视在抑制骨吸收同时促进骨形成对防治假体周围骨溶解具有重大意义。课题通过选用腺病毒作为基因治疗的载体，携带TNF-ɑ-SiRNA和BMP-2 基因，构建重组腺病毒，探讨其对磨屑刺激下的小鼠单核细胞分化为破骨细胞以及对前成骨样细胞分化为成骨细胞的影响，并且将重组腺病毒作用于小鼠假体松动模型，进一步进行TNF-ɑ-SiRNA，BMP-2基因协同治疗假体松动的研究，结果发现BMP-2能够协同钛颗粒刺激小鼠RAW264.7细胞的分化，通过激活p-JNK，p-P38和p-IkB信号通路，从而显著提高破骨细胞分化的大小，数量，细胞核的数量及骨吸收的面积。并且BMP-2提高破骨细胞的分化能力不受磨粒及其刺激产物TNF-α的影响。而在小鼠实验中，我们成功建立了磨损颗粒诱导假体周围骨溶解的动物模型，腺病毒携带TNF-α-siRNA及BMP-2基因可以有效转染小鼠假体周围细胞并高效表达，能够在降低骨溶解的同时提高新骨形成效率，该方法可以高效防治假体周围骨溶解；单纯BMP-2基因治疗可以促进新骨形成，在骨溶解早期具有一定的代偿作用，但不能降低炎性反应；单纯TNF-α-siRNA基因治疗可以有效降低假体周围炎症反应及骨溶解，对新骨形成无影响，该方法有望为防治人工关节无菌性松动提供新的治疗方案。