Nox/NADPH氧化酶诱导的氧化应激在激素性股骨头坏死中作用机制的临床和基础研究

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目的：
　　本项目拟通过临床、和动物实验两方面的研究：
　　1）分析临床不同类型股骨头坏死患者氧化应激和凋亡的关系；筛查Nox/NADPH氧化酶在股骨头坏死中的表达；分析Nox/NADPH氧化酶在股骨头坏死凋亡中可能的作用机制。
　　2）建立大鼠激素性股骨头坏死模型，ROS抑制剂NAC和NADPH抑制剂DPI进行激素性股骨头坏死的治疗。验证Nox-ROS-ASK1-p38/JNK通路在激素性股骨头坏死中作用机制。
　　方法：
　　1．收集临床标本，其中病理组激素性股骨头坏死患者8例，创伤性股骨头坏死患者8例，对照组股骨颈骨折患者8例。HE染色和TUNEL染色评估股骨头坏死病理情况和细胞凋亡水平；8-OHdG和4-HNE免疫组织化学染色评估组织氧化应激状态；RT-PCR和Western blot检测筛查Nox/NADPH氧化酶在SIFHN中的表达；验证ASK1-p38/JNK信号通路在SIFHN中的作用。分析氧化应激在激素性股骨头坏死和创伤性股骨头坏死作用机制的不同。
　　2．健康成年雄性Wistar大鼠共60只，随机分成六组（每组10只）。A：空白对照组(Control)；B：激素性股骨头坏死组（Steroid）；C：单纯 NAC组(NAC)；D：激素性股骨头坏死+NAC治疗组(NAC+Steroid)；E：单纯 DPI组(DPI)；F：激素性股骨头坏死+DPI治疗组(DPI+Steroid)；所有分组大鼠均按20μg/kg经腹腔注射大肠杆菌内毒素2次，每次间隔24h；最后一次注射大肠杆菌内毒素24h后，B组、D组和F组大鼠按40mg/kg剂量经左侧臀肌注射甲基强的松，注射连续3次，每次间隔24h，连续3天；A组、C组和E组注射同等剂量的生理盐水，连续三天；之后C组和D组，大鼠按150mg/kg/d腹腔注射NAC，直到6周；E组和F组大鼠按1mg/kg/d右侧臀部皮下注射DPI，直到6周。6周末，处死动物，一侧股骨头行显微CT检查后行HE染色和8-OHdG和4-HNE的免疫组织化学染色；另一侧股骨头冠状位切开两半之后，用于RT-PCR和Western blot检查，筛查Nox1、Nox2、Nox4、ASK1、p38和JNK的表达。
　　结果：
　　1．临床标本收集后，HE染色发现激素性股骨头坏死和创伤性股骨头坏死有明显区别。SIFHN主要病理特点是
　　1）脂肪样变明显，髓腔内大量的脂肪细胞；
　　2）出现软骨下骨的微骨折，囊性变较多；
　　3）新生骨较少。这些病理特点都是创伤性股骨头坏死不具备的特点。TUNEL染色，激素性股骨头坏死组的细胞凋亡指数明显高于创伤性股骨头坏死组和对照组（P<0.001）；免疫组织化学染色发现SIFHN氧化应激8-OHdG染色和4-HNE染色的程度明显高于创伤性股骨头坏死和对照组（P<0.001）。
　　2.激素性股骨头坏死的临床患者RT-PCR和Western blot检测高表达Nox4（P<0.001）；此外激素组 ASK1-p38/JNK的表达明显高于创伤组和对照组（P<0.001）；激素组呈现出对于NADPH氧化酶的高表达，并高表达MAPK凋亡通路。
　　3.建立激素性股骨头坏死模型，6周后激素性股骨头坏死模型建立成功，空骨陷窝率明显高于对照组（P<0.001）；TUNEL染色发现，DPI和NAC治疗组细胞凋亡系数明显低于激素组（P<0.001）；免疫组织化学染色发现，DPI和NAC治疗组8-OHdG和4-HNE氧化应激损伤程度明显低于激素组（P<0.001）；
　　4.分子生物学分析发现，NAC和DPI治疗组的ASK1，p38，JNK的mRNA表达和蛋白的表达明显低于激素组（P<0.001）；显微CT显示NAC和DPI治疗组的骨小梁结构明显优于激素组（P<0.001）；
　　结论：
　　激素性股骨头坏死患者股骨头中细胞凋亡为主要的病理特点，并伴有大量的氧化应激损伤表现。Nox4可能是激素股骨头坏死中氧化应激的主要途径。ASK1-p38/JNK信号途径可能是氧化应激导致细胞凋亡的主要凋亡通路。大鼠激素性股骨头坏死模型中通过ROS抑制剂NAC和特异性Nox/NADPH抑制剂DPI进行股骨头坏死的治疗。可以有效地抑制ROS的生成，抑制细胞凋亡发生，改善骨结构，Nox-ROS途径是激素性股骨头坏死主要的发病机制和启动因素。

著录项

作者
张华峰;
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作者单位

天津医科大学;

展开▼
授予单位天津医科大学;
学科临床医学
授予学位博士
导师姓名马信龙;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类骨盆疾病;
关键词
股骨头坏死; 氧化应激; Nox/NADPH氧化酶; Nox-ROS-ASK1-p38/JNK通路; 动物模型;

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