亞麻木酚素促進絕經期婦女種植體骨結合機制

張云濤 馬向瑞 王松松 劉菲

(濱州醫學院附屬醫院口腔科，山東 濱州 256600)

種植修復已成為當今的主流修復方式，其中骨質疏松的問題給種植手術及預后帶來了極大的挑戰。絕經后的女性由于雌激素的降低，骨質疏松的發生率較高〔1〕，從而影響種植修復中的骨結合。研究表明，亞麻木酚素(SDG)能提高患者體內血清鈣含量并增加甲狀腺旁腺激素與骨的敏感性〔2〕，促進體內新骨的形成，減少骨質的流失〔3〕。因此，通過本實驗觀察SDG對成骨細胞的增殖分化及護骨素(OPG) mRNA表達的影響。

1 材料和方法

1.1主要器材和材料 激光掃描共聚焦顯微鏡(TCS SPE，Leica，德國)；紫外-可見光分光光度計( Eppendorf，德國)；CO2細胞培養箱(Thermo Fisher Scientific，美國)；酶標儀(Thermo lab systems multiskan mk3，美國)；熒光實時定量-聚合酶鏈反應(PCR)儀(Rotor-Gene 3000，Corbett，澳大利亞)；α-MEM 培養液(Hyclone)；噻唑藍(Sigma，美國 )；SDG(美侖生物meilunbio?)；堿性磷酸酶(ALP)檢測試劑盒(碧云天)；反轉錄試劑盒(PrimeScriptTM RT reagent Kit with gDNA Eraser)；總RNA 提取試劑(RNAiso Plus)；PCR試劑盒(Takara，日本)；Rhodamine Phalloidin(Cytoskeleton，美國)。

1.2MC3T3-E1細胞培養 由華西口腔醫學院贈送。用含 10%胚牛血清(FBS)，青霉素 100 U/ml，鏈霉素100 μg/ml的α-MEM培養液，置于37℃、5% CO2的環境中培養，取3 次傳代后處于對數生長期的細胞進行實驗。

1.3不同濃度梯度SDG培養液的配制 配制含SDG培養液：0、10-9、10-8、10-7、10-6、10-5mol/L，共6個濃度組。

1.4噻唑藍(MTT)法檢測成骨細胞增殖 將MC3T3-E1細胞接種于96孔板，密度為5×104個/ml，每孔加200 μl細胞懸液，設3個復孔；細胞培養箱中培養24 h后，更換為含SDG濃度為0、10-9、10-8、10-7、10-6、10-5mol/L的培養液；培養1 d、2 d、3 d時，每孔加入濃度為5 mg/ml MTT 20 μl及無血清培養基100 μl，要求在避光環境下進行。5%CO2、37℃培養箱中孵育4 h，吸去孔內培養液，每孔加入150 μl二甲基亞砜(DMSO)，置搖床上低速振蕩10 min，取下96孔板在酶標儀490 nm波長處測量各孔的吸光值(A值)，同時設置調零孔。

1.5ALP活性檢測 以 3×104個細胞/ml的密度接種于6孔板，毎孔1 ml細胞懸液，每組設3復孔，培養箱中培養24 h，更換為含SDG濃度為0、10-9、10-8、10-7、10-6、10-5mol/L的培養液，培養3、7、14 d，每孔加入細胞裂解液200 μl，裂解后離心機離心取上清液，參照ALP試劑盒說明書操作剩余步驟，設定酶標儀405 nm波長處測定其A值。

1.6RT-qPCR 檢測細胞OPG mRNA 的表達 將對數生長期的MC3T3細胞計數為3×104/ml的混懸液接種在6孔板，每孔添加2 ml，設置3個復孔，24 h細胞充分貼壁后，更換為含SDG濃度為0、10-9、10-8、10-7、10-6、10-5mol/L的培養基，細胞培養3 d后提取，分光光度計檢測總RNA純度，結果顯示各組 A260/A280值均在1.7～2.1之間，參照說明書合成 cDNA。內參GADPH及OPG 引物的合成見表1，RT-qPCR 反應采用熒光染料法(參照寶生物染料法熒光定量試劑盒SYBR Premix Ex Taq 說明)，反應條件為95℃預變性30 s，1個循環；95℃變性5 s，60℃退火30 s，45個循環。選擇20 μl體系：SYBRⅡ 10 μl，上游引物下游引物各0.8 μl，RT反應液1.6 μl，焦碳酸二乙酯(DEPC)水，6.8 μl。收集熒光信號進行分析，使用熒光閾值表示RT-qPCR 結果，定義對照組基因表達量為1，根據公式(2-ΔΔCt)計算目的基因表達量，獲得每組基因的相對表達量。

表1 RT-qPCR 引物序列

1.7細胞骨架染色 24孔板中接種處于對數生長期的細胞，并制作細胞爬片，每孔置密度為5×104個/ml的細胞懸液1 ml，細胞貼壁后，更換為含SDG濃度為0、10-9、10-8、10-7、10-6、10-5mol/L的培養液，設置3復孔，孵育24 h后，去除原培養液后磷酸鹽緩沖液(PBS)清洗3次，4%多聚甲醛固定10 min，再次清洗3次，每次10 min。200 μl濃度為100 nmol/L的Rhodamine Phalloidin覆蓋爬片，避光環境下室溫孵育30 min后充分沖洗3次，每次5 min，抗熒光淬滅封片，置于激光共聚焦顯微鏡下進行觀察爬片。

1.8統計學分析 采用SPSS21.0 軟件進行單因素方差分析、t檢驗。

2 結 果

2.1MTT法檢測成骨細胞增殖情況 與空白組比較，10-5mol/L組細胞在1、2 d時增殖受到抑制，差異有統計學意義(P<0.05)，3 d時差異無統計學意義(P>0.05)；10-6mol/L與10-9mol/L組均無統計學意義(P>0.05)；10-7mol/L組、10-8mol/L組顯著增加(P<0.05)，見表2。

表2 不同濃度SDG對MC3T3增殖的影響

與空白組對比:1)P<0.05;下表同

2.2ALP活性測定 與空白組比較，10-7、10-8mol/L組ALP活性顯著增高(P<0.05)，其中10-7mol/L組ALP最高；10-5mol/L組ALP活性顯著降低(P<0.05)，10-6、10-9mol/L兩組ALP活性無明顯變化(P>0.05)，見表3。

表3 不同濃度SDG對ALP的影響

2.3OPG mRNA表達情況 與空白組(1.00±0.04)比較：10-5mol/L組OPG表達水平(0.75±0.04)顯著下調(P>0.05)，10-6、10-7mol/L組OPG mRNA表達水平(1.50±0.10，2.25±0.12)顯著上升(P<0.05)，10-8、10-9mol/L組DPG mRNA表達水平(1.25±0.18、1.22±0.03)差異無統計學意義(P>0.05)。

2.4細胞骨架形態的染色 10-5mol/L組細胞伸展面積較小，內部結構層疊不清晰，肌動蛋白纖維不甚清晰，10-9～10-6mol/L組，隨著濃度的升高，細胞伸展面積增大，細胞骨架的內部結構更為清晰。其中10-7、10-6mol/L兩組中可清晰看見纖維走行及細胞內部結構。見圖1。

圖1 不同濃度SDG作用24 h對MC3T3-E1細胞骨架形態的影響(激光掃描共聚焦顯微鏡，× 400)

3 討 論

有資料表明，60 歲以上中老年絕經后女性成為骨質疏松的高危人群，其發病率約為67.80%，而老年女性則高達82.30%〔4〕，由于此類群體處于絕經期，體內雌性激素分泌降低，最終導致骨的流失。目前臨床上常用雌激素類藥物治療及預防骨質疏松，然而此類藥物存在明顯的副作用，而且長期使用會增加子宮內膜癌和乳腺癌的發生風險〔5〕。植物雌激素是一類來源于植物的化合物，常以糖苷的形式存在植物中，在結構和功能上與甾體類激素相似，具有弱雌激素活性作用〔6，7〕。SDG與雌激素結構十分相似，相關研究認為其對雌激素依賴性疾病骨質疏松有預治作用〔8，9〕。因此用毒副作用小的天然植物替代雌激素藥物，對于治療骨質疏松成為新的療法。

本實驗結果說明SDG低濃度時能增進成骨細胞的活性，在高濃度時抑制其活性，與李高舜等〔10〕通過實驗所得結論基本一致。

新的骨質形成及鈣化的發生需要ALP的存在〔11〕。ALP活性代表了細胞分化的能力，ALP活性越高成骨細胞的分化能力越強。本研究中SDG培養液可以促進成骨細胞ALP的表達活性，說明低濃度時能增進成骨細胞的活性，與李高舜等〔10〕的實驗結果基本一致。

研究表明，OPG起到了防止骨質吸收發生的作用〔12〕。成骨細胞中存在著大量OPG，隨著成熟細胞分化成熟而相應的增加。因此OPG的表達可以反映成骨能力。本研究表明，中低濃度SDG能夠促進護骨素基因水平的表達，對成骨細胞的增殖有促進作用，高濃度時抑制其基因水平的表達〔13〕。

高濃度SDG可明顯地抑制成骨細胞增殖、成骨相關基因的表達及細胞伸展黏附，SDG濃度為10-7、10-6mol/L可促進細胞增殖、成骨相關基因的表達及細胞伸展黏附，提示合適濃度的SDG可能促進種植體的骨結合，提高種植成功率。