胰岛素对成骨细胞机械力学应答反应影响的实验研究

【摘要】正畸牙移动是在机械力的作用下,牙槽骨发生改建,从而使牙齿朝着预定的方向移动而获得治疗效果。成骨细胞和破骨细胞是牙槽骨发生改建的功能行使者。张力侧成骨细胞介导的骨沉积和压力侧破骨细胞介导的骨吸收的相互作用是正畸牙移动过程中牙槽骨改建的基础。I型糖尿病是由于体内胰岛素分泌缺乏或功能丧失引起的一种代谢性疾病,近年来的研究发现工型糖尿病患者可出现骨密度降低,骨量减少,骨质疏松等一系列骨代谢异常征状。工型糖尿病的高发年龄是10到14岁的青少年,这是青少年进行正畸治疗的高峰和最佳年龄阶段。所以临床上不可避免的会遇到需要进行正畸治疗的工型糖尿病患者。但这些患者在进行正畸治疗过程中胰岛素缺乏对牙槽骨改建有何影响目前尚未十分清楚,有待进一步研究。成骨细胞是一种力学感应细胞,是机械应力刺激骨组织生长改建的关键细胞,在骨形成和骨改建过程中占据中心调控地位。成骨细胞不仅在骨形成中起重要作用,同时也对破骨细胞的分化和成熟起重要调控作用。因此深入研究胰岛素对成骨细胞机械应答反应的影响及其机制有利于进一步了解工型糖尿病患者进行正畸治疗时牙槽骨的改建机制。本研究采用四川大学开发设计的的四点弯曲体外细胞加载装置(专利号：zL01256849.x),以人成骨样细胞株(MG63)为研究对象,采用WesternBlotting和RealtimePCR技术,观察力学环境下胰岛素对MG-63细胞ERK信号通路激活和Cox-2mRNA表达的影响；胰岛素受体阻断剂和整合素阻断剂分别抑制胰岛素和整合素作用后,胰岛素对力学环境下MG63细胞Cox-2mRNA表达及ERK信号通路激活的影响；以及胰岛素单独或联合张应力对MG63细胞RANKL和OPGmRNA表达的影响。深入探讨胰岛素是否影响成骨细胞的机械力学应答反应。结果显示：1.胰岛素呈浓度相关性上调张应力诱导的MG63细胞ERK磷酸化及Cox-2mRNA表达。2.阻断ERK信号通路可抑制胰岛素对张应力诱导MG63细胞Cox-2mRNA表达的上调作用。3.阻断胰岛素受体与胰岛素结合及其介导的信号通路可抑制胰岛素对张应力诱导MG63细胞ERK磷酸化及Cox-2mRNA表达的上调作用。4.抑制整合素作用显著降低胰岛素对张应力诱导MG63细胞ERK磷酸化及Cox-2mRNA表达的上调作用。5.胰岛素呈浓度相关性下调MG63细胞RANKL和OPGmRNA的表达及OPG/RANKL比率；胰岛素下调张应力诱导的RANKL和OPGmRNA的表达及OPG/RANKL比率。提示：力学环境下,胰岛素通过整合素上调激活成骨细胞ERK信号通路,进而上调Cox-2mRNA的表达而影响骨形成；除了参与调节骨形成,胰岛素还可通过改变成骨细胞OPG/RANKL的表达来调控破骨细胞的分化。这些研究结果提示：Ⅰ型糖尿病患者进行正畸治疗时,受到正畸力牙槽骨的敏感性降低,成骨活动和骨吸收均减少。
【作者】钟孝欢；
【导师】翦新春；
【作者基本信息】中南大学，临床医学，2012，博士
【关键词】胰岛素；Ⅰ型糖尿病；生物力学；张应力；成骨细胞；

【参考文献】
[1]肖俊,徐红兵,祝颖.带有随机丢包的最优控制中Riccati方程解存在的条件[J].自动化学报,2007,04:373-377.
[2]朱鹏飞,徐惠.探寻物质外在的多样性与内在的统一性——“同素异形现象”的教学实践[J].化学教育,2014,21:39-43.
[3]庞冠.蜂窝夹套式薄膜蒸发器的设计研究[D].北京化工大学,机械工程（专业学位）,2013,硕士.
[4]范昭霞.人民币汇率变动的出口价格传递效应[D].浙江工商大学,产业经济学,2014,硕士.
[5]牛会良.内蒙古克什克腾旗黄岗山锡多金属矿床地质特征[D].石家庄经济学院,矿物学、岩石学、矿床学,2013,硕士.
[6]荆亚州.典型地区典型建筑节能技术适应性分析及评价[D].北京建筑大学,供热供燃气通风及空调工程,2013,硕士.
[7]安克红.利用菊粉和木薯淀粉生产高浓度山梨醇和葡萄糖酸的生物技术[D].华东理工大学,生物化工,2013,硕士.
[8]王佳颖,宁勇,刘湘.表面等离子共振技术在抗原抗体相互作用中的研究[J].国际检验医学杂志,2015,05:671-673.
[9]贾明兴,王福利,何大阔,牛大鹏.时滞多变量系统PCA优化建模[J].控制与决策,2007,06:707-710.
[10]孙中会.洛铜冶炼厂工业遗产保护和旅游开发策略研究[D].河南科技大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[11]苏贝贝.个人信息保护立法模式探究[D].重庆大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[12]张洪高.人羊膜上皮细胞移植治疗创伤性脊髓损伤的移植免疫研究[D].苏州大学,神经病学,2013,硕士.
[13]王其磊.TWEAK通过P38MAPK途径促进大鼠心肌成纤维细胞Ⅰ型胶原和MMP-1表达[D].山东大学,内科学,2013,硕士.
[14]蒋良孝,蔡之华.人工神经网络的符号解释[J].计算机与现代化,2003,05:1-3.
[15]左明.地方综合性大学设计学学科人才培养体系改革研究[D].聊城大学,艺术学,2014,硕士.
[16]韩姗姗.我国文化产品出口影响因素分析及对策研究[D].北京交通大学,2014.
[17]袁勇.浙江省高新技术企业技术创新效率与影响因素研究[D].浙江工业大学,2012.
[18]薛亚男.阐释学视角下《生死疲劳》英译本中译者的主体性[D].延安大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[19]宋歌.鲍元恺交响组曲《炎黄风情》创作技法分析[D].东北师范大学,音乐学,2012,硕士.
[20]吴婷婷,王雪峰,蒋永进,周丽萍.边界掺Be原子石墨纳米带的自旋输运性质研究[J].浙江师范大学学报(自然科学版),2012,01:65-69.
[21]赵晓烽.大规模侵权研究[D].复旦大学,法律,2012,硕士.
[22]王威.基于非线性多模型预测方法的集气管压力控制研究[D].东北大学,控制工程,2011,硕士.
[23]罗冠.碳源对静置/好氧/缺氧SBR（SOA-SBR）脱氮除磷性能的影响[D].湖南大学,环境工程,2014,硕士.
[24]于学兴.船舶机舱的自然通风[D].大连海事大学,轮机工程,2004,硕士.
[25]陆巍.受伤个体气味对克氏原螯虾行为及单胺类含量的影响[D].扬州大学,水生生物学,2012,硕士.
[26]李珍.排序集抽样下Morgenstern型二维指数分布刻度参数的估计[D].华中师范大学,概率论与数理统计,2014,硕士.
[27]樊得平.CuW复合材料的超声波探伤[D].西安理工大学,材料加工工程,2003,硕士.
[28]田磊.行星传动的均载分析与疲劳寿命预测[D].吉林大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[29]祝胜兰.一维下料问题的优化算法研究[D].华中科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[30]刘德新,汪小平,韩树柏,赵修太.核-壳结构纳米磁性复合颗粒的化学制备及应用进展[J].高分子材料科学与工程,2011,12:172-175.
[31]陈炳忠.不同疗程的针刺、中药和针药结合治疗对退变性膝关节炎的效果与经济评价[D].南京中医药大学,中医针灸推拿学,2014,博士.
[32]王书全.BGS军用道路工程项目的质量管理[D].南京理工大学,项目管理,2012,硕士.
[33]何宇青.香鱼P2X7R基因解析[D].宁波大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[34]张大勇.基于复用技术的公司管理系统设计与实现[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[35]李月.核心力量训练在力量训练课中安排顺序的研究[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[36]罗博文.基于光学环镜的超宽带脉冲处理技术研究[D].华中科技大学,光学工程,2013,硕士.
[37]张培.基于氧化石墨烯的电化学生物传感器研究及应用[D].复旦大学,2011.
[38]鲍丽莉.DL电器公司发展战略研究[D].西南交通大学,企业战略管理（专业学位）,2013,硕士.
[39]高雅.中国共产党与阿拉伯国家政党外交研究[D].上海外国语大学,阿拉伯语语言文学,2013,硕士.
[40]刘苗苗.禽流感病毒H9N2亚型HA基因和传染性法氏囊病毒VP2基因真核表达型转移质粒的构建[D].南京农业大学,兽医,2012,硕士.
[41]杜丽.《大师和玛格丽特》的复调特征解读[D].山西师范大学,比较文学与世界文学,2014,硕士.
[42]栗晓亮.归因训练法在普通高校散打选修课中的实验研究[D].河北师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[43]孙露.计及侧风的某跑车高速气动稳定性研究[D].湖南大学,车辆工程,2011,硕士.
[44]李强.氧化物中自旋极化材料与器件的研究[D].山东大学,凝聚态物理,2014,博士.
[45]谢普,于杰,秦军,邓青,黄浩,许国杨,吕晴.石墨烯的制备与表征[J].贵州化工,2010,04:20-22.
[46]吴涛,于兴博,鞠爱霞.中医药标本馆的数字化平台建设构想[J].黑龙江科技信息,2014,31:167.
[47]屠洁.LPS引起的心血管功能障碍及相关机制研究[D].浙江大学,生理学,2004,硕士.
[48]王文轩.A公司绩效管理研究[D].首都经济贸易大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[49]顾佳晨,刘晓强,孙彦广.流程工业MES的现状与发展[J].冶金自动化,2003,04:9-12.
[50]刘强.腹板开孔轻钢龙骨围护墙体抗火与隔声性能研究[D].哈尔滨工业大学,建筑与土木工程,2013,硕士.