锶对成骨及破骨细胞生物学特性的影响
锶抗骨质疏松的作用机制研究
锶抗骨质疏松的作用机制研究锶是一种重要的微量元素,可在人体内发挥多种生物学功能。
近年来,研究发现锶具有抗骨质疏松的作用,被广泛应用于骨科治疗领域。
那么,锶是如何发挥抗骨质疏松的作用的呢?本文将深入探讨锶的作用机制研究,以期为临床治疗提供更多的科学依据。
锶在人体内主要通过两种方式发挥抗骨质疏松作用。
一种是通过直接影响骨细胞的生物学活性,另一种是通过影响骨基质的化学成分。
研究发现,锶可以促进骨形成和抑制骨吸收,从而提高骨密度。
具体来说,锶可以激活成骨细胞(osteoblast)的增殖和分化,促进新骨的形成,同时抑制破骨细胞(osteoclast)的活性,减少骨吸收。
锶还可以调节骨细胞内的信号传导途径,影响骨细胞的代谢活性,加速骨细胞合成胶原蛋白和骨基质的钙盐沉积,从而增加骨密度,减少骨折的风险。
锶还可以影响骨基质的化学成分,提高其对力学的适应性。
研究发现,锶可以促进骨基质中一些关键成分(如羟基磷灰石和胶原蛋白)的合成,增强骨基质的强度和韧性,防止骨质疏松。
锶还可以促进骨基质中钙盐的沉积,增加骨密度,改善骨质结构,从而提高骨的力学性能。
除了对骨细胞和骨基质具有直接影响外,锶还可以通过影响体内一些激素和生长因子的水平,发挥抗骨质疏松的作用。
研究表明,锶可以促进骨形成和抑制骨吸收的过程中,调节一些激素和生长因子的释放和合成,如促进骨形成的骨形态生成蛋白(BMP)、促进骨细胞增殖和分化的成体细胞生长因子(TGF-β)、抑制骨吸收的白介素-6(IL-6)等。
这些激素和生长因子的调节作用,可以进一步增强锶对骨细胞和骨基质的影响,提高骨密度,减少骨折风险。
锶还可以调节骨骼周围的微环境,发挥抗骨质疏松的作用。
研究发现,锶可以影响骨骼周围一些关键细胞,如成血管细胞、间质细胞等,促进骨骼周围的血管及神经的生长和更新,改善骨骼周围的血液供应和代谢情况,从而提高骨的健康状况,减少骨质疏松的风险。
锶对骨代谢影响的研究进展
和数 量 ,骨膜 的厚度均 增加 ,骨 小梁及 骨 皮质 的结 构 改善 ,从而 骨 强度 增 加 ,尤其 是骨对 抗 外力 时的 除 了放 射 性 锶 在 考 古 学 上 广 泛 应 用 于 骨 量 探 桡 屈强 度增 加 明显 [。 同时锶 的应 用 不会 影 响 小 鼠 6 ] 骨矿 化 阢。 以去势 小鼠为 实验 动物 进 行研 究 ,发 现
和 皮 肤 吸 收 。锶最 终经 肾排 泄 。锶 的吸 收 受 V t iD
的影 响 ,g r iD缺 乏 的 佝 偻病 患者 ,尿 内排 锶 量 增 加 ,骨骼 内锶 含 量 明显减 少 b。 由于钙 和 锶 为 同族 ]
元 素 ,在 体 内发 挥 生 理 功 能 与钙 相 似 ,能 参 与 血
成减 少 的趋 势 ,但 锶 的应 用在 短期 内就 能减缓 骨密
制 破 骨 细 胞 形 成 。基 于 锶 的这 一 特 性 , 以锶 为 有
效 成 分 的药 物 雷 奈 酸 锶 在 临 床 上 用 于 治疗 骨质 疏 松 症 ,代 表 了治 疗 骨质 疏 松 症 的重 大 进 展 。此 外 , 锶 还 可 掺 入 羟 磷 灰 石 、生 物 活 性 骨 水 泥 等 应 用 于 骨 科及 组织 工程 领域 。 2 1锶 元 素在 人 内的 代谢 : 锶 是 人 体 必 需 的微 量 . 元 素 之 一 ,人 体 中几 乎 所 有 组 织 都 含 锶 , 其 中 总 量 的 9 %存 在于 骨 骼和 牙 齿 中n 9 。人 主要 通 过 日 常进 食 饮 水 摄 取 ,经 消化 道 吸 收 ,较 少经 呼 吸 道
锶在 短 期 内 ( 个 月) 能防止 局 部 的骨 量流 失 ,并 3
保 持一 定水 平 上 的骨形 成 。长 期 ( 2年) 可 见骨 量 增加 ,局部 的骨 小梁 结构 改建 ,骨 的强度 和 生物力
神奇的锶揭示锶元素在核医学中的应用
神奇的锶揭示锶元素在核医学中的应用锶(Sr)是一种化学元素,其在核医学中的应用被视为一种神奇的发现。
锶元素被认为在医学诊断和治疗中具有广泛的应用潜力。
本文将探讨锶在核医学中的应用,并介绍其在不同方面的研究进展。
一、锶的基本特性锶是一种碱土金属元素,其化学符号为Sr。
它的原子序数为38,具有相对较高的密度和硬度。
锶在自然界中以多种形式存在,其中最常见的是锶的四个同位素:^84Sr,^86Sr,^87Sr和^88Sr。
其中^87Sr具有放射性,可以用于核医学研究。
二、锶在核医学中的诊断应用1. 锶在断层扫描中的应用断层扫描是一种非侵入性的影像检查方法,可以提供体内器官的详细结构信息。
锶-锶发射断层扫描(^87Sr-Sr SPECT)是一种利用锶同位素的辐射特性进行成像的技术。
通过注射含有锶同位素的化合物,可以观察到锶在体内的分布和代谢过程,从而帮助医生做出正确的诊断。
2. 锶在正电子发射断层成像中的应用正电子发射断层成像(PET)是一种利用放射性同位素剂量来测量活体器官代谢和功能的成像技术。
锶-锶正电子发射断层成像(^87Sr-Sr PET)利用锶同位素的放射性衰变来观察锶的生物分布和代谢情况。
这项技术在癌症筛查、心血管疾病和神经系统疾病的早期诊断中具有重要意义。
三、锶在核医学中的治疗应用1. 锶疗法锶疗法是一种利用放射性锶同位素对肿瘤进行治疗的方法。
通过注射含有放射性锶同位素的药物,锶的辐射能量可以精确地破坏肿瘤细胞,达到治疗的效果。
这种治疗方法在骨癌和其他骨肿瘤的治疗中被广泛采用。
2. 锶对骨髓移植的应用骨髓移植是一种常见的治疗白血病和其他血液疾病的方法。
锶可以用作骨髓移植过程中的标记剂,帮助医生跟踪骨髓的移植情况并评估移植效果。
四、锶的未来发展与挑战尽管锶在核医学中的应用已取得一定的成功,但仍存在一些挑战。
首先,锶的放射性特性需要精确控制,以确保疗效和安全性。
其次,锶的生产和制备也是一项复杂的过程,需要高度专业的技术支持。
锶抗骨质疏松的作用机制研究
锶抗骨质疏松的作用机制研究
锶是一种重要的微量元素,在人体内的起着重要的作用。
锶抗骨质疏松的作用机制研
究已经引起了广泛的关注。
锶具有明显的促进骨形成作用。
锶可以促进破骨细胞的凋亡,抑制骨吸收的过程。
锶
还可以促进成骨细胞的增殖和分化,促进骨基质的沉积。
通过这些方式,锶可以增加骨量,改善骨质疏松的症状。
锶可以改善骨骼的微结构和力学性能。
研究发现,锶可以显著增加骨密度和骨体积,
改善骨骼的微结构,提高骨的强度和韧性。
锶可以增加骨小梁的数量和粗细,减少骨小梁
的空隙和骨折面积。
这些改善可以进一步减少骨折的风险,提高骨骼的稳定性。
锶还可以调节骨代谢相关因子的表达。
研究发现,锶可以抑制破骨细胞产生的破骨因子,如IL-1和TNF-α,减少骨吸收过程中破骨细胞的活性。
锶还可以促进成骨细胞产生
骨形成因子,如骨骼素和OPG,增加骨形成的速率。
锶还可以调节骨基质的合成和降解,
改善骨质疏松的病理变化。
锶还具有抗炎和抗氧化作用。
炎症和氧化应激是骨质疏松的重要机制之一。
锶可以抑
制炎症反应的发生,减少炎性细胞的浸润和炎性因子的释放。
锶还可以清除自由基,抑制
氧化损伤的发生。
通过减少炎症和氧化应激的损害,锶可以保护骨骼的健康。
锶抗骨质疏松的作用机制研究
锶抗骨质疏松的作用机制研究
锶是一种营养元素,在锶离子水平适当时,能够有效地预防和治疗骨质疏松症。
锶的
作用机制主要体现在以下几个方面:
1. 促进骨形成:锶能够增加骨细胞的活性和增殖能力,促进骨细胞的分化和矿化过程,从而促进骨形成和修复。
此外,锶还能够促进骨形成相关因子的分泌和受体的表达,
增强骨细胞的信号传导功能,从而进一步促进骨形成。
2. 抑制骨吸收:锶能够降低骨吸收的速率和程度,通过与钙离子结合形成锶磷酸盐
沉淀物,减少游离钙离子,从而抑制骨吸收。
同时,锶还能够调节骨吸收相关因子的表达,降低骨吸收因子的活性,减少骨吸收的信号传导。
4. 抗炎作用:锶能够抑制炎症反应和炎性细胞的活性,减少炎症因子的表达和释放,从而降低骨质疏松的发生风险。
此外,锶还能够促进细胞的自噬作用,清除细胞内的垃圾
和有害物质,从而保护细胞免受损伤和死亡。
5. 改善微循环:锶能够改善局部组织的微循环和氧气供应,增加骨细胞的营养和氧
气摄取,从而促进骨细胞的活性和生长。
同时,锶还能够促进血管内皮细胞的生长和修复,提高血管内皮功能,降低心血管疾病的发生风险。
总之,锶能够通过多种途径促进骨形成、抑制骨吸收、增加骨密度,从而有效预防和
治疗骨质疏松症。
为了更好地利用锶的作用机制,需要进行更深入的研究和探索,探究其
在骨代谢调节、炎症治疗和血管功能改善等方面的作用。
锶的生物学效应研究进展
锶的生物学效应研究进展作者:任艳丽王建林来源:《北京联合大学学报》2018年第01期[摘要]锶是生物有机体内必需的微量元素之一,在體内发挥着重要的生物学作用。
通过探讨锶在人体内的分布与代谢,锶元素与骨质疏松症、心血管疾病、龋齿和神经兴奋的关系等5个方面锶的研究进展以及目前存在的一些问题,以期为开发含锶药物、矿泉水、保健品等产品和确定每日锶的合适摄入量提供一定的科学依据。
[关键词]锶;骨质疏松症;心血管疾病;龋齿;神经兴奋[中图分类号]R 15132[文献标志码]A[文章编号]10050310(2018)01004406Research Progress on the Biological Effect of StrontiumRen Yanli,Wang Jianlin(School of Life Science, Lanzhou University, Gansu Key Laboratory of Biomonitoring and Bioremediation forEnvironmental Pollution, Lanzhou 730000,China)Abstract: Strontium is one of the essential trace elements in organism, and plays important biological role. In this paper, we discuss the distribution and metabolism of strontium in human body and animals, and the research progress on the relationship between strontium and osteoporosis, cardiovascular disease, dental caries and nerve stimulation. We aim to provide scientific basis for exploiting strontiumcontaining drugs, mineral water, health care product and so on, and determine the daily intake of strontium.Keywords: Strontium; Osteoporosis; Cardiovascular disease; Dental caries; Nerve excitability金属元素锶、钙以及镁等均属于碱土金属元素,但是,在地球上,锶以及锶的化合物的含量要低于钙和镁的含量。
骨形态发生蛋白-7在雷奈酸锶促进骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的作用
骨形态发生蛋白-7在雷奈酸锶促进骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的作用佚名【期刊名称】《南方医科大学学报》【年(卷),期】2011(031)011【总页数】5页(P1949-1953)【正文语种】中文雷奈酸锶(Strontium ranelate,Sr)是新型的抗骨质疏松药物,能降低绝经期妇女的椎体和非椎体骨折[1-2],其中起重要作用的为锶盐,锶保护去卵巢大鼠的骨流失作用已得到证实。
在细胞水平上锶能提高小鼠和大鼠前成骨细胞和成骨细胞碱性磷酸酶(ALP)的活性[3-4]。
给予锶盐治疗能提高多种成骨基因例如核心结合因子RUNX2,骨钙素基因以及骨涎蛋白基因等的表达[5]。
在分子水平上锶促进骨形成机制的研究目前引起越来越多学者的关注,国外研究显示锶促进成骨的机制作用主要是通过丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)家族中的ERK1/2和p38途径实现。
锶盐对骨形成蛋白(骨形成重要作用因子)作用尚无研究,本实验目的在于观察Sr在促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)向成骨细胞转化过程中对骨形态发生蛋白-7(BMP-7)表达的影响,并探讨BMP-7促进骨形成的作用。
1 材料与方法1.1 实验动物及主要试剂健康SD大鼠,4周龄,体质量150~200 g,雌雄不限,由中山大学实验动物中心提供。
F12-DMEM培养基,南美洲胎牛血清和0.25%胰酶购自Gibco;维生素C、地塞米松和β-甘油磷酸钠购自Sigma;青霉素和链霉素购自广州威佳科技有限公司;BMP-7阻断剂noggin购自RD;一抗:抗BMP-7抗体购自ABCAM;二抗:羊抗兔购自博士德生物工程有限公司;碱性磷酸酶检测试剂盒购自南京建成公司;茜素红染色试剂盒购自上海杰美生物公司。
1.2 实验方法1.2.1 BMSCs的分离、纯化及细胞培养 SD大鼠拉颈处死,75%酒精浸泡颈部以下躯体5 min,无菌条件下取出双下肢股骨和胫骨,修洁软组织后,咬骨钳修剪骨端,暴露髓腔,并用10 ml射器吸取含10%胎牛血清的F12-DMEM培养基反复冲洗髓腔,直到骨质外观微微透亮。
锶对人体健康的影响
锶对人体健康的影响 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-锶对人体健康的影响综述锶是人体不可缺少的一种微量元素,但却鲜为人知,更不要说对它了解。
如果人体缺锶便会出现各种不利于身体健康的症状,可以说,人体所有的组织内都含有锶。
首先,它是人体骨骼和牙齿的正常组成部分,对人体的功能主要是与骨骼的形成密切相关。
其次,它与血管的功能及构造也有关系,锶可以帮助人体减少对钠的吸收,增加钠的排泄。
过多的钠赋存在体内,易引起高血压、心血管疾病,锶起到了预防作用。
再次,由于锶的一些同位素具有放射性,因此,锶在疼痛治疗中也发挥着重要作用。
锶的摄取人体主要通过食物及饮水摄取锶,经消化道吸收后经尿液排出体外。
锶在小肠的吸收机制存在主动运输和被动扩散两种吸收方式。
锶除了通过胃肠道吸收外,还可通过呼吸道及皮肤进入人体。
我国饮用水中锶水平甚微,不少矿泉水中都含有丰富的锶,锶含量在时为天然饮用矿泉水。
另外,叶菜类中锶水平较高,而畜禽肉蛋类较低。
由于饮食习惯不同,可能会造成部分人群锶摄入量不足,可通过改变饮食习惯来达到摄入足够量的锶。
5mg/L以下的含锶矿泉水,有益于人体健康,而又不会产生不良的作用。
锶的代谢过程体内%的锶存在于骨骼中,仅%可以溶解与细胞外液中。
骨锶与血锶不断进行交换,使其处于动态平衡之中。
体内高锶高钙对机体非常有益;若体内出现高锶低钙,则对机体生理代谢产生不利影响,甚至产生多种病理变化。
锶主要通过尿液排出体外,肾排泄锶的速率大于排泄钙的速率,原因在于肾小管对钙的重吸收快于对锶的重吸收。
幼儿时期,由于肾小管吸收功能发育尚不健全,导致幼儿对锶的排泄能力弱于成年人。
锶对骨骼的具体作用锶对骨髓间充质干细胞的作用研究表明,锶可调节MSCs(骨髓间充质干细胞)向成骨细胞分化,并促进骨基质蛋白的合成和沉淀。
因此锶对成骨细胞分化和骨生成促进作用。
锶对成骨细胞和破骨细胞的作用成骨细胞和破骨细胞间协调的相互作用是调节骨重建、维持骨骼的稳定性和完整性的关键。
雷尼酸锶:改善骨质的生理学探讨
雷尼酸锶:改善骨质的生理学探讨刘富强;曹峻岭【期刊名称】《国外医学(医学地理分册)》【年(卷),期】2006(027)004【摘要】体外研究表明,雷尼酸锶能够增强成骨细胞的增殖,进而增加其成骨活性.同时,雷尼酸锶能剂量依赖性地降低破骨细胞的活性.体内研究显示,雷尼酸锶能降低骨再吸收,维持骨形成保持在一个较高水平,并且防止骨丢失,而且可将骨形成和骨再吸收有效地解偶联,使处于生长期动物的骨增长、骨几何学形状和微观结构得到改善.雷尼酸锶处理未经阉割的雌性大鼠2年后,发现椎骨和中段股骨的骨机械性能得到显著增强.所有骨强度的决定因素如骨量、尺寸、微观结构以及骨质明显受到影响.骨机械性能增加的特征是最大负荷的增加以及抗损伤能力的显著改善,本质是其塑性的增加,这与骨质自身修复过程是相一致的.实验结果表明,在雷尼酸锶处理下形成的新骨在骨折前能够承受更剧烈的变形应力.此外,雷尼酸锶的处理能够防止卵巢切除术对骨强度的有害影响.动物模型经过1年时间雷尼酸锶处理,能有效地阻止椎骨机械性能的改变,并部分保留骨小梁的微观结构:剂量依赖性影响骨体积/小梁体积的比率、小梁数目和厚度.【总页数】3页(P149-150,185)【作者】刘富强;曹峻岭【作者单位】西安交通大学医学院地方病研究所,陕西,西安,710061;西安交通大学医学院地方病研究所,陕西,西安,710061【正文语种】中文【中图分类】Q581;R336【相关文献】1.雷尼酸锶:具有改善骨质量、全程抗脊椎骨折功效 [J], 陆敏灵;曹峻岭2.二甲双胍联合雷尼酸锶治疗糖尿病性骨质疏松症的临床效果研究 [J], 谷丽平;谢小琪;平立静;韩玉兰;刘淑敏3.二甲双胍联合雷尼酸锶治疗糖尿病性骨质疏松的临床研究 [J], 谷丽平;谢小琪;平立静;韩玉兰;刘淑敏4.二甲双胍联合雷尼酸锶治疗糖尿病性骨质疏松症的临床效果研究 [J], 谷丽平; 谢小琪; 平立静; 韩玉兰; 刘淑敏5.雷尼酸锶对骨质疏松大鼠假体骨整合的影响 [J], 田波;王加冕;刘宇一;马易群;王会仁;林红因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
碱金属元素锶在预防骨质疏松症中的应用
碱金属元素锶在预防骨质疏松症中的应用进入21世纪,随着人类寿命的延长和世界人口老龄化的发展趋势,骨质疏松症已成为潜在的全球性的多发疾病,随之伴随出现的骨折、伤残以及并发症死亡,对中老年人的生命质量造成巨大的损害。
因此,预防骨质疏松症引起了各国医学界的高度关注。
目前尽管大多数治疗方案中常规推荐补充钙和维生素D,维生素K和ω-6/ω-3必需脂肪酸等营养素对骨质疏松症进行预防和干预,并且也取得了一定的成效,但笔者根据多年的观察与实践,发现预防骨質疏松症最具显效的莫过于碱金属元素锶营养素。
标签:钙元素;维生素D;维生素Kω-6/ω-3;脂肪酸锶元素骨质疏松症是一种涉及到多学科的疾病,主要是一种以低骨量和骨组织的显微结构退化为特征,其结果是使骨质脆性和易感性增加。
目前国内外学者较为一致的共识,在人的一生中,骨骼的外部形态、内部结构以及骨量在不停地发生变化。
骨量自从青壮年峰值以后呈线性下降,但不同人种和性别有明显差异。
在同一人种中,一般女性出现骨质疏松要比男性早10年,尤其是绝经后妇女患病率在50%左右。
医学界正面临骨骼疾病逐步上升的大流行,估计现在55岁以上或3个女性和10个男性中就有1人在其一生中注定会患骨质疏松。
现代医学对于骨质疏松症首先以预防为主,其次,采用一些针对性的化学合成药物进行治疗,才能够有效地预防并降低该病的发生率。
本文对特定营养素,包括钙元素、维生素D、ω-6/ω-3必需脂肪酸、维生素K以及锶元素对骨质疏松症的预防作用进行了概述,并重点论述了碱金属元素锶在促进峰值骨量和维持骨密度量最大化的作用。
1 钙元素和维生素D是最常用的预防骨质疏松营养素预防骨质疏松应该从儿童时期开始,多食富含钙的动物蛋白、奶制品及其它含钙的食物。
合理选用钙制剂,补充身体所需足够量的钙,服用钙剂的原则是从食物中摄取不足时再服用。
常用的钙制剂有碳酸钙、氯化钙、乳酸钙和葡萄糖酸钙,分别含元素钙为40%、27%、13%、9%。
锶抗骨质疏松的作用机制研究
锶抗骨质疏松的作用机制研究1. 引言1.1 背景骨质疏松症是一种常见的骨骼系统疾病,主要表现为骨密度减少和骨质疏松,增加了骨折的风险。
随着人口老龄化和生活方式的改变,骨质疏松症的发病率逐渐增加,给社会和个人健康带来了重大负担。
在目前的治疗方法中,钙补充、维生素D补充和药物治疗是常见的方法,但存在一定的局限性和副作用。
寻找一种新的治疗方法成为了研究的热点。
1.2 研究目的研究目的:本研究旨在探讨锶在骨质疏松治疗中的作用机制,进一步揭示锶如何影响骨密度、对骨细胞活性的影响、与骨骼再生的关系以及对骨质疏松治疗的潜在机制。
通过深入研究锶在骨质疏松中的作用机制,能够为开发更有效的骨质疏松治疗策略提供理论基础,促进临床治疗水平的提升,提高患者的生活质量和健康水平。
本研究的目的是为了揭示锶在骨质疏松治疗中的潜力,为未来的相关研究提供方向和依据。
2. 正文2.1 锶对骨质疏松的作用机制锶是一种重要的微量元素,已被证实可以对骨质疏松产生积极的影响。
锶对骨质疏松的作用机制包括多个方面:锶可以促进骨细胞的增殖和分化,从而增加骨组织的形成。
研究表明,锶可以通过激活Wnt信号通路和抑制骨吸收调节骨代谢,进而增强骨骼的生长和修复能力。
锶可以影响成骨细胞和破骨细胞的相对比例,减少骨骼的破坏和加速骨骼的再生。
锶还可提高骨密度和骨强度,减少骨质疏松风险。
锶对骨质疏松的作用机制主要是通过调节骨细胞活性、促进骨组织的形成和抑制骨吸收等途径来实现的。
这些机制的研究为锶在骨质疏松治疗中的应用奠定了科学基础。
2.2 锶如何影响骨密度锶是一种重要的微量元素,对骨密度的影响备受关注。
研究表明,锶可以促进骨形成和抑制骨吸收,从而增加骨密度。
锶在体内替代钙,与骨骼中的钙结合形成独特的化合物,促进骨骼的生长和维持。
锶还可以激活骨细胞的活性,增强骨组织的弹性和韧性,有助于减少骨质疏松发生的风险。
研究还发现,锶可以调节骨细胞的代谢活动,促进骨骼中成骨细胞的增殖和分化,同时抑制骨骼中破骨细胞的活性,减少骨质疏松的发展。
锶对骨生成的影响及其应用的研究进展
锶对骨生成的影响及其应用的研究进展刘欢欢【期刊名称】《《天津医科大学学报》》【年(卷),期】2019(025)005【总页数】4页(P548-550,封3)【关键词】锶; 促进成骨; 抑制破骨; 掺锶复合材料; 骨组织工程【作者】刘欢欢【作者单位】天津医科大学口腔医院口腔内科教研室天津300070【正文语种】中文【中图分类】R318; R608锶(Strontium,Sr)是人体的一种必需微量元素,是骨骼及牙齿的正常组成成分。
体内外研究均表明锶具有促进成骨细胞生成,刺激骨骼发育生长,抑制骨吸收过程,维持人体正常生理功能等作用[1]。
临床上不仅将锶应用于骨质疏松或其它骨代谢疾病的药物治疗,还将锶掺杂于组织工程领域的骨修复材料以修复骨肿瘤或外伤造成的骨缺损[2-3]。
针对锶的成骨机制与效应这一问题,研究学者们做出了大量的深入研究。
本文现就锶对骨生成的影响及其应用的研究进展作如下综述。
1 锶的性质及其体内代谢1.1 锶的性质锶是一种银白色软金属,属于碱土金属族元素,在元素周期表中与钙同族,锶与钙的元素性质相似。
锶是人体不可缺少的微量元素之一,生理功能主要是与骨骼形成密切相关,体内99%的锶存在于骨骼中,骨化旺盛部位,锶的聚集多,促进骨骼的发育生长。
由于缺钙引起抽搐症时,血内锶的量也减少,这说明锶与钙相似,影响神经肌肉的兴奋过程[4]。
此外,锶与血管的结构及功能也相关,可能是锶与钠在肠内存在竞争性吸收,减少钠的吸收,增加钠的排泄,故可预防体内高钠引起的心血管类疾病,改善心血管功能[5]。
锶的一些同位素(89Sr)具有放射性,因而锶在疼痛治疗中也发挥着重要作用[6]。
1.2 锶的体内代谢正常人全血锶的含量为39μg/L,成年人每天摄入锶2 mg就可满足生理需要。
人体主要通过食物及饮水摄取锶,在胃肠道通过主动运输和被动扩散两种方式进入血液循环,还可通过皮肤及呼吸道进入体内。
骨锶与血锶进行交换,保持动态平衡。
掺锶复合材料对骨形成影响的研究进展
胞 ,在细 胞及 分子 水平 对骨 生 成和 重吸 收进 行不 同
1 .锶 的理 化特性
博士生 北京 主任 医师
调 骨髓 干 细胞在 分化 阶段 作 为控制 成 骨细 胞分 化 的 主要基 因 R u n x 2基 因 的表 达 l l 2 ] 。就 细 胞 内 因子 而
胡 敏
通讯作者
教授 北京
解放 军总医院 口腔颌 面外科
1 0 0 8 5 3
言 ,锶 能上 调 C OL —I A 基 因的 表达 ,促 进骨 钙素 mRNA 的转 录 的 同时 抑 制 R ANKL基 因 ,从 而 提
对成 骨 细胞 和 破骨 细 胞 的作 用 : 锶能 通 过 抑制 破骨 细胞 增殖 来减 少 骨重 吸 收和通 过刺 激 成骨 细胞 来发 现 的肿 瘤坏 死 因子 超 家族 受体 成 员 , 不 但 能 够 抑制破 骨 细胞 的分 化 、成熟 ,还 抑制 骨吸 收活 性并 诱 导其 凋 亡 _ 】 0 ] 。锶 还能 通 过控 制功 能 性破 骨 细 胞分
关键词 :锶 ;成骨 细胞 ;破 骨细胞 ;生物活性材料 ;骨形成 【 中国 图书分类号】 R7 8 2 【 文献标识码] A 【 文章编 号1 l 6 7 2 — 2 9 7 3 ( 2 0 1 4 ) 叭一 0 0 3 7 — 0 4
非放 射性 元素 锶作 为人 体 骨骼必 需 的重 要微 量
元素 ,近年 来 在医 学领域 的应 用越来 越 受到人 们 的
掺锶生物活性玻璃通过调控巨噬细胞极化促进成骨
掺锶生物活性玻璃通过调控巨噬细胞极化促进成骨张㊀文1aꎬ黄德球1bꎬ郭周义1bꎬ陈晓峰2∗(1.华南师范大学㊀a.脑科学与康复医学研究院ꎻb.生物光子学研究院ꎬ广东广州510631ꎻ2.华南理工大学材料科学与工程学院ꎬ广东广州510641)摘㊀要:巨噬细胞极化在骨修复中起着非常重要的作用ꎮ骨修复材料在植入体内后ꎬ会引起巨噬细胞的响应ꎬ使其向M1/M2极化ꎬ从而影响材料的成骨效果ꎮ本文制备了掺锶量分别为0%ꎬ5%ꎬ10%和15%摩尔百分比的锶掺杂微纳米生物活性玻璃(Sr ̄MNBG)ꎬ并研究了不同掺锶量的Sr ̄MNBG对巨噬细胞极化的影响ꎻ随后ꎬ在此基础上研究了不同掺锶量Sr ̄MNBG调控的巨噬细胞分泌成分对小鼠骨髓间充质干细胞(mMSCs)向成骨分化的影响ꎻ最后ꎬ通过体内原位骨缺损修复实验验证了不同掺锶量Sr ̄MNBG对巨噬细胞极化的调控作用及其体内成骨作用ꎮ体外实验结果显示ꎬ掺锶量为5%ꎬ10%和15%的Sr ̄MNBG较掺锶量为0%的Sr ̄MNBG更能促进巨噬细胞向M2极化ꎬ其中10%掺锶量的Sr ̄MNBG具有最强的促巨噬细胞M2极化作用ꎬ且10%掺锶量的Sr ̄MNBG调控的巨噬细胞分泌成分更有利于成骨ꎮ体内实验结果表明ꎬ不同掺锶量的Sr ̄MNBG植入到体内后ꎬ10%掺锶量的Sr ̄MNBG周围有更多的M2巨噬细胞浸润ꎬ且表现出更好的骨修复效果ꎬ与体外实验结果相一致ꎮ因此ꎬSr ̄MNBG有望作为一种富有前景的免疫调控材料应用于骨修复ꎮ关键词:巨噬细胞极化ꎻ成骨作用ꎻ骨修复ꎻ生物活性玻璃中图分类号:R318ꎻR34文献标志码:ADOI:10.3969/j.issn.1007 ̄7146.2018.03.007EnhancedOsteogenesisofStrontium ̄substitutedBioactiveGlassesthroughRegulationofMacrophagePolarizationZHANGWen1aꎬHUANGDeqiu1bꎬGUOZhouyi1bꎬCHENXiaofeng2∗(1.SouthChinaNormalUniversity㊀a.InstituteofBrainResearchandRehabilitationꎻb.CollegeofBiophotonicsꎬGuangzhou510631ꎬGuangdongꎬChinaꎻ2.SchoolofMaterialsScienceandEngineeringꎬSouthChinaUniversityofTechnologyꎬGuangzhou510641ꎬGuangdongꎬChina)Abstract:Macrophagepolarizationplaysanimportantroleinbonerepair.Oncebeingimplantedinthebodyꎬbonere ̄pairmaterialswilltriggerresponseofmacrophageꎬmakingitswitchtoM1/M2phenotypeꎬthusaffecttheosteogeniceffectofthematerial.InthisworkꎬStrontium ̄substitutedmicro/nanobioactiveglasses(Sr ̄MNBG)with0ꎬ5%ꎬ10%and15%molarpercentofstrontiumelementwerepreparedꎬandtheeffectofSr ̄MNBGonmacrophagepolarizationwasstudied.SubsequentlyꎬtheeffectsofSr ̄MNBGwithdifferentstrontiumincorporationratioontheosteogenicdifferentia ̄第27卷第3期2018年6月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀激㊀光㊀生㊀物㊀学㊀报ACTA㊀LASER㊀BIOLOGY㊀SINICA㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Vol.27No.3Jun.2018收稿日期:2018 ̄04 ̄08ꎻ修回日期:2018 ̄05 ̄15基金项目:国家自然科学基金(U1501245ꎬ51672088ꎬ61335011ꎬ21505047)ꎻ中国博士后科学基金(2018M633065)ꎻ广东省自然科学基金重点项目(2014A030311024)ꎻ广东省科技计划项目(2014A020212282)作者简介:张文(1985-)ꎬ女ꎬ湖南永州人ꎬ博士后ꎬ主要从事骨肿瘤术后的骨缺损修复和肿瘤光热治疗方面的研究ꎮ(电子邮箱)zwzhangwen@163.com∗通讯作者:陈晓峰(1956-)ꎬ男ꎬ山东东平人ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬ主要研究方向为生物活性玻璃与陶瓷㊁高生物响应特性仿生复合型骨修复材料及组织工程支架等ꎮ(电子邮箱)chenxf@scut.edu.cntionofmurinebonemarrowmesenchymalstemcells(mMSCs)wereevaluated.Finallyꎬtheinvivoassessmentwascon ̄ductedtoverifythepolarizationofmacrophageandosteogenesisofSr ̄MNBGthroughinsitubonedefectrepairexperi ̄ment.Theinvitroresultsshowedthatcomparedwith0%Sr ̄MNBGꎬSr ̄MNBGwith5%ꎬ10%and15%molarpercentofstrontiumelementcouldfurtherpromotemacrophagepolarizationtowardM2ꎬand10%Sr ̄MNBGdisplayedthebesteffect.Moreoverꎬthesecretionofmacrophagesmodulatedby10%Sr ̄MNBGwasmorebeneficialtoosteogenesis.TheinvivoresultsshowedthatthereweremoreM2macrophagesaround10%Sr ̄MNBGafterimplantationinthebodyꎬandbet ̄terbonerepaireffectwasfoundinthe10%Sr ̄MNBGgroupꎬwhichwereconsistentwiththeinvitroresults.ThereforeꎬSr ̄MNBGisexpectedtobeapromisingimmunoregulatorymaterialforbonerepair.Keywords:macrophagepolarizationꎻosteogenesisꎻbonerepairꎻbioactiveglass㊀㊀近年来ꎬ越来越多的研究表明免疫系统在骨重建过程中起着关键的调控作用[1 ̄3]ꎮ免疫系统和骨骼系统密切相关ꎬ它们共享许多细胞因子㊁受体㊁信号分子和转录因子等ꎮ骨修复材料植入宿主体内后即可激发机体产生免疫应答ꎬ并可通过调控免疫系统来影响骨缺损的愈合和修复过程ꎮ如果材料引发过度的炎症性免疫反应将导致纤维囊的形成ꎬ妨碍成骨细胞附着到植入材料上ꎬ并最终导致骨修复失败[4]ꎻ反之ꎬ材料引发的有益炎症反应将增强骨髓间充质干细胞(bonemarrowmesenchymalstemcellsꎬBM ̄SCs)的募集和向成骨分化ꎬ促进骨修复[5]ꎮ因此ꎬ骨修复材料的开发也从以往的免疫 惰性 材料向免疫调节型材料发展ꎬ赋予材料有益的骨免疫调节性能ꎬ将有利于进一步诱导成骨和骨整合[6]ꎮ在众多的免疫细胞中ꎬ巨噬细胞由于具有高度的功能可塑性ꎬ常被用作免疫细胞中的模型细胞ꎮ巨噬细胞是最重要的免疫细胞ꎬ在免疫应答中起着重要作用ꎮ在不同的微环境条件刺激下ꎬ巨噬细胞可向M1和M2两种不同表型极化并分泌出不同的细胞因子[7 ̄9]ꎮ其中M1型巨噬细胞主要分泌促炎因子ꎬ不利于成骨分化ꎻ而M2型巨噬细胞主要产生抑炎因子ꎬ此外ꎬ还可通过分泌各种生长因子如骨形态发生蛋白(BMP)㊁血管内皮生长因子(VEGF)㊁转化生长因子(TGF) ̄β㊁血小板衍生生长因子(PDGF)等来调节成骨[10 ̄12]ꎮ因此ꎬ通过调控巨噬细胞及时地从M1型向M2型的转换将有利于形成有利的成骨免疫微环境ꎬ从而进一步促进成骨[13]ꎮ生物活性玻璃(bioactiveglassesꎬBG)由于具有良好的生物相容性ꎬ优异的骨修复性能ꎬ在骨修复中的应用广泛[14ꎬ15]ꎮ尤其是近年来微纳米生物活性玻璃(micro/nanobioactiveglassesꎬMNBG)的研发ꎬ解决了传统熔融法BG和溶胶 ̄凝胶法BG易于团聚的缺点ꎬ并具有更高的比表面积和生物活性ꎬ有望于更好地应用于骨修复中[16 ̄20]ꎮBG在植入体内后通常会在降解过程中释放出硅(siliconꎬSi)ꎬ钙(calciumꎬCa)和磷(phosphorusꎬP)等生物活性离子ꎬ这些离子在促进成骨分化中具有重要的作用[21]ꎮ锶(strontiumꎬSr)是具有促进成骨和抑制破骨双重作用的一种微量元素[22]ꎬ且Sr还具有显著的抗炎作用[23]ꎮ为了进一步增强BG的促成骨分化作用ꎬ在MNBG中掺入Sr元素制备成新型免疫调控型材料掺锶微纳米生物活性玻璃(strontium ̄substitutedmicro/nanobioactiveglas ̄sesꎬSr ̄MNBG)ꎬ可以达到更优的成骨效果ꎮ为了验证以上假设ꎬ本文制备了不同掺锶量的Sr ̄MNBGꎬ并通过体内外实验研究了这些材料是否能具有免疫调控作用ꎬ并通过免疫调控产生有利的成骨微环境ꎬ从而促进成骨ꎮ1㊀实验1.1㊀材料制备本研究所使用的Sr ̄MNBG为以十二胺为催化剂和模板剂ꎬ结合溶胶凝胶法和模板法制备而成ꎮ通过以硝酸锶为Sr来源ꎬ以Sr替代MNBG中不同摩尔百分比的Caꎬ得到掺Sr量分别为0%ꎬ5%ꎬ10%和15%的Sr ̄MNBGꎮ具体制备过程参考本课题组前期的文献报道[24]ꎮ1.2㊀巨噬细胞极化研究本研究所使用的RAW264.7巨噬细胞和小鼠骨髓间充质干细胞(mMSCs)购买自中国科学院上海生命科学研究院细胞库ꎮ不同掺Sr量Sr ̄MNBG对巨噬细胞极化的影响采用流式细胞仪(GuavaEasycyteHT)对M1/M2巨噬细胞表面标记分子进行检测ꎮ不同掺Sr量的Sr ̄MNBG作用于巨噬细胞3d后ꎬ收集细胞培养上清ꎬ离心去沉淀后冻于-80ħ用于后续332第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀张㊀文等:掺锶生物活性玻璃通过调控巨噬细胞极化促进成骨㊀㊀㊀研究ꎮ收集巨噬细胞ꎬ清洗重悬后置于冰上ꎬ分别与M1型巨噬细胞表面标记分子CD11cꎬM2型巨噬细胞表面标记分子CD206一抗孵育60minꎬ离心清洗后与二抗冰上孵育30minꎬ再次离心清洗后重悬于PBS中上机检测ꎮ所得数据使用Guavasoft2.5软件进行分析ꎮ1.3㊀巨噬细胞调控液促成骨分化作用研究mMSCs以5.0ˑ104每孔的密度接种于24孔板ꎬ将1.2中所得的巨噬细胞培养上清按照1ʒ2的比例与DMEM完全培养基混合后加入到mMSCs中ꎬ通过培养14d时的茜素红染色和培养7d时的实时荧光定量PCR(RT ̄PCR)研究其对mMSCs成骨分化的影响ꎮ茜素红染色的步骤如下:配制0.5%茜素红染色液ꎬ调pH值至4.2ꎮ取出待染色的24孔板ꎬPBS清洗后加入4%多聚甲醛固定20minꎮ染色前用超纯水清洗后加入适量染色液ꎬ摇动孵育5min后用超纯水洗至上清无色ꎬ空气中晾干并于倒置显微镜下观察拍照ꎮRT ̄PCR的步骤如下:mMSCs的总RNA提取通过美基生物的HipureTotalRNAKits来完成ꎮ使用TaKaRa公司的PrimeScriptTMRTreagentKitwithgD ̄NAEraser将总RNA逆转录成cDNAꎬ最后使用Ther ̄mo公司的MaximaSYBRGreen试剂盒在10μL体系下进行RT ̄PCR操作检测成骨相关基因表达ꎮ通过2 ̄әәCT法ꎬ以GAPDH为看家基因计算细胞中基因表达的相对水平ꎮ本研究所用引物如表1所示ꎮRT ̄PCR和细胞实验均重复三次ꎬ使用SPSSStatisticsver ̄sion22(IBMꎬUSA)统计软件进行数据分析ꎬANOVA及LSD检验进行组间比较ꎬP值<0.05表示统计学差异具有显著性ꎮ1.4㊀原位骨缺损修复实验研究实验所需SD大鼠购自广东药科大学动物实验中心ꎬ分为4组ꎬ每组8只ꎮ戊巴比妥纳麻醉后ꎬ常规消毒腿部皮肤ꎬ用手术刀在大腿内侧做一个1cm的切口ꎬ分离皮下组织和肌腱ꎬ暴露股骨内侧髁ꎮ使用电动牙科钻在股骨内侧髁钻一个直径为3mmꎬ深3mm的圆柱形孔ꎮ填入不同掺Sr量的Sr ̄MNBG后缝合肌肉和皮肤ꎬ并于术后三天使用红霉素软膏ꎬ防止伤口感染ꎮ分别于术后7天和28天处死大鼠ꎬ取股骨ꎬ用10%EDTA脱钙处理30d后ꎬ包埋切片ꎬ进行免疫组化染色和Masson染色ꎮ免疫组化染色中使用iNOS表征M1型巨噬细胞ꎬ精氨酸酶表征M2型巨噬细胞ꎮ表1㊀本研究中RT ̄qPCR的引物设计Tab.1㊀PrimerdesignusedintheRT ̄qPCRexperiment基因Genes引物序列PrimersequencesALPForward:5ᶄ ̄TGCCTACTTGTGTGGCGTGAA ̄3ᶄReverse:5ᶄ ̄TCACCCGAGTGGTAGTCACAATG ̄3ᶄOPNForward:5ᶄ ̄GCAGTCTTCTGCGGCAGGCA ̄3ᶄReverse:5ᶄ ̄CACCGGGAGGGAGGAGGCAA ̄3ᶄOCNForward:5ᶄ ̄AGCAGCTTGGCCCAGACCTA ̄3ᶄReverse:5ᶄ ̄TAGCGCCGGAGTCTGTTCACTAC ̄3ᶄCOLⅠForward:5ᶄ ̄ATGCCGCGACCTCAAGATG ̄3ᶄReverse:5ᶄ ̄TGAGGCACAGACGGCTGAGTA ̄3ᶄRUNX2Forward:5ᶄ ̄CACTGGCGGTGCAACAAGA ̄3ᶄReverse:5ᶄ ̄TTTCATAACAGCGGAGGCATTTC ̄3ᶄGAPDHForward:5ᶄ ̄CTCCCACTCTTCCACCTTCG ̄3ᶄReverse:5ᶄ ̄TTGCTGTAGCCGTATTCATT ̄3ᶄ2㊀实验结果与讨论2.1㊀不同掺Sr量Sr ̄MNBG对巨噬细胞极化的影响㊀㊀图1是流式细胞仪检测RAW264.7巨噬细胞分别在0%Sr ̄MNBG㊁5%Sr ̄MNBG㊁10%Sr ̄MNBG和15%Sr ̄MNBG作用后表面标记分子表达情况ꎬ其中M1型巨噬细胞的表面标记分子为CD11cꎬM2型巨噬细胞的表面标记分子为CD206ꎮ从图中可以看出ꎬ与0%Sr ̄MNBG相比ꎬ巨噬细胞在5%Sr ̄MNBG㊁10%Sr ̄MNBG和15%Sr ̄MNBG的作用下ꎬ其细胞膜表面均表达更少的M1表面标记分子CD11cꎬ表达更多的M2表面标记分子CD206ꎬ此结果表明掺入Sr可以促进MNBG调控巨噬细胞向M2极化的作用ꎬ且10%Sr ̄MNBG具有最佳的作用效果ꎮ这可能与Sr的掺入量有关ꎬ过低的掺锶量不足以达到促进巨噬细胞M2极化的作用ꎬ而过高的掺锶量也可能导致巨噬细胞向M2极化的能力受限ꎮ因此ꎬ适宜的掺锶量才能够调控最佳的巨噬细胞M2极化效果ꎮ2.2㊀Sr ̄MNBG调控的巨噬细胞分泌成分对mMSCs成骨分化的影响将0%Sr ̄MNBG㊁5%Sr ̄MNBG㊁10%Sr ̄MNBG和15%Sr ̄MNBG调控巨噬细胞条件培养液用于mMSCs的培养ꎬ研究材料调控的巨噬细胞分泌成分对成骨分化的影响ꎮ各组的条件培养液与mMSCs共培养432㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀激㊀光㊀生㊀物㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第27卷14d后ꎬ进行茜素红染色ꎬ结果如图2所示ꎬ与0%Sr ̄MNBG组相比ꎬ其他组均有更多的矿化结节形成ꎬ其中10%Sr ̄MNBG组形成的矿化结果最多ꎮ此外ꎬmMSCs与各组的条件培养液共培养7d后ꎬ其成骨分化基因的表达结果如图3所示ꎮ与0%Sr ̄MNBG组相比ꎬ5%Sr ̄MNBG㊁10%Sr ̄MNBG和15%Sr ̄MN ̄BG的成骨分化基因表达均有不同程度表达上调ꎬ且具有显著性差异ꎮ上调程度10%Sr ̄MNBG组>15%Sr ̄MNBG组>5%Sr ̄MNBG组>0%Sr ̄MNBG组ꎮ结合茜素红染色和基因表达的结果来看ꎬ不同掺锶量的Sr ̄MNBG诱导的巨噬细胞极化后所分泌的因子均可一定程度促进成骨分化ꎬ且10%Sr ̄MNBG组诱导的巨噬细胞分泌成分具有最好的促成骨效果ꎮ图1㊀巨噬细胞在不同掺锶量Sr ̄MNBG作用下的流式细胞结果Fig.1㊀FlowcytometryresultsofmacrophagestimulatedbySr ̄MNBG)with0ꎬ5%ꎬ10%and15%molarpercentofstrontiumelement2.3㊀原位骨缺损修复实验验证巨噬细胞极化和成骨作用图4和图5为对骨缺损处组织进行免疫组化染色的结果ꎬ其中图4为M1型巨噬细胞标记分子iN ̄OS的表达情况ꎬ图5为M2型巨噬细胞标记分子精氨酸酶的表达情况ꎮ从图4中可看出ꎬ0%Sr ̄MNBG组骨缺损周围M1型巨噬细胞浸润最多ꎬ而10%Sr ̄MNBG组M1型巨噬细胞浸润最少ꎮ从图5中可以看出M2型巨噬细胞标记分子的表达呈现出与M1型巨噬细胞相反的趋势ꎬ即0%Sr ̄MNBG组具有最少532第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀张㊀文等:掺锶生物活性玻璃通过调控巨噬细胞极化促进成骨㊀㊀㊀图2㊀巨噬细胞条件培养液与mMSCs共培养14d后的茜素红染色结果(所有标尺均为200μm)Fig.2㊀AlizarinredSstainingofmMSCswithmacrophage ̄conditionedmediumfor14days(scalebaris200μm)图3㊀巨噬细胞条件培养液与mMSCs共培养7d后的成骨分化基因表达(∗P<0.05与0%Sr ̄MNBG组比较ꎻ#P<0.05与5%Sr ̄MNBG组比较ꎻ@P<0.05与10%Sr ̄MNBG组比较)Fig.3㊀FoldchangeofosteogenesisgeneexpressionofmMSCswithmacrophage ̄conditionedmediumfor7days(∗P<0.05vs0%Sr ̄MNBGgroupꎻ#P<0.05vs5%Sr ̄MNBGgroupꎻ@P<0.05vs10%Sr ̄MNBGgroup)632㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀激㊀光㊀生㊀物㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第27卷的M2巨噬细胞浸润ꎬ10%Sr ̄MNBG具有最多的M2巨噬细胞浸润ꎮ这些结果说明掺锶的Sr ̄MNBG的植入能够促进巨噬细胞向M2极化ꎬ其中10%Sr ̄MNBG具有最佳的促巨噬细胞M2极化作用ꎬ与体外细胞实验结果相符ꎮ图4㊀巨噬细胞M1极化标记分子winos免疫组化染色(所有标尺均为200μm)Fig.4㊀ImmunohistochemicalstainingofM1macrophagemarkeriNOS(scalebaris200μm)图5㊀巨噬细胞M2极化标记分子精氨酸酶免疫组化染色(所有标尺均为200μm)Fig.5㊀ImmunohistochemicalstainingofM2macrophagemarkerArginase(scalebaris200μm)732第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀张㊀文等:掺锶生物活性玻璃通过调控巨噬细胞极化促进成骨㊀㊀㊀图6㊀Sr ̄MNBG植入28天后骨缺损处的Masson染色(所有标尺均为200μm)Fig.6㊀MassonstainingofbonedefectaftertheimplantationofSr ̄MNBGfor28days(scalebaris200μm)㊀㊀通过对不同掺锶量Sr ̄MNBG植入体内后28天的骨修复效果进行Masson染色检测ꎬ结果如图6所示:10%Sr ̄MNBG组形成了更多的新生骨ꎬ表现出更好的成骨效果ꎬ与体外细胞实验相一致ꎮ3㊀总结本文制备了0%ꎬ5%ꎬ10%和15%的锶掺杂微纳米生物活性玻璃ꎬ并通过体内外实验研究了不同掺锶量的Sr ̄MNBG对巨噬细胞极化的影响及其极化后的巨噬细胞对成骨分化的影响ꎮ体内外研究的结果均显示不同掺锶量的Sr ̄MNBG均具有促进巨噬细胞向M2极化的作用ꎬ且巨噬细胞M2极化后的分泌因子可进一步促进成骨分化ꎬ其中10%掺锶量的MN ̄BG具有最好的促巨噬细胞M2极化效果ꎮ我们在以往的研究中也证明了掺锶的亚微米生物活性玻璃能够通过促进巨噬细胞适度的M2极化来进一步诱导成骨[24]ꎬ但是尚未对锶的掺杂量进行优化ꎬ本研究制备了一系列不同锶掺杂量的MNBGꎬ通过比较分析不同掺锶量MNBG对巨噬细胞极化的作用ꎬ得出了诱导巨噬细胞M2极化的最佳锶掺杂量ꎮ以往对掺锶磷酸钙影响炎症因子分泌的研究中发现锶元素在高浓度和低浓度时均能抑制促炎因子TNFα的分泌ꎬ而对炎症因子IL6的分泌具有浓度依赖的抑制作用ꎬ高浓度时促进IL6的分泌ꎬ低浓度时抑制IL6的分泌[25]ꎮ本研究的结果也表明了锶元素的掺杂量并非越高越好ꎬ适度的锶元素掺杂更能诱导最佳的成骨免疫微环境ꎮ通过本研究ꎬ我们进一步证实了巨噬细胞极化在骨修复进程中所发挥的重要作用ꎬ通过对材料进行组分调整ꎬ也可作用一种调控免疫反应的良好策略ꎮ经过优化的适宜掺锶量的Sr ̄MN ̄BG也有望作为一种具有有益骨免疫调控功能的骨修复材料应用于骨修复ꎮ参考文献[1]㊀BROWNBNꎬRATNERBDꎬGOODMANSBꎬetal.Macro ̄phagepolarization:anopportunityforimprovedoutcomesinbio ̄materialsandregenerativemedicine[J].Biomaterialsꎬ2012ꎬ33(15):3792 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锶对骨生成的影响及其应用研究进展
锶对骨生成的影响及其应用研究进展
王伟;赵建华;高文魁
【期刊名称】《西北国防医学杂志》
【年(卷),期】2009(30)5
【摘要】@@ 目前对锶与骨生成关系的研究越来越多,体内外研究均表明锶具有促进成骨细胞生长和抑制破骨细胞形成的双重功效[1,2].德国Laves 公司已生产出适用于骨质疏松、骨折和骨痂形成障碍症的含锶药物--Stronticol,法国servier公司也生产出一种用于治疗骨质疏松和预防骨质疏松性骨折的锶盐--Strontium ranelate(雷尼酸锶),均在临床应用中取得了良好效果.
【总页数】3页(P370-372)
【作者】王伟;赵建华;高文魁
【作者单位】解放军第四医院骨科,青海,西宁,810007;第三军医大学大坪医院骨科;解放军第四医院骨科,青海,西宁,810007
【正文语种】中文
【中图分类】R318.08
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锶元素促成骨机制及在口腔再生医学中的应用研究进展
锶元素促成骨机制及在口腔再生医学中的应用研究进展
董昕玥;张晓明;刘念;马向瑞
【期刊名称】《中国医药科学》
【年(卷),期】2024(14)3
【摘要】口腔再生医学是近年发展起来的一门新兴学科,它将再生医学的基本理论和方法引入口腔医学领域,研究口腔颌面部各种组织器官的正常组织特征与功能以及创伤修复与再生机制,以改善或恢复病损口腔组织和器官的结构与功能,已成为当前口腔科学领域发展最快的交叉学科。
锶为人体的必需微量元素,与多种生理功能有关,可用作骨质疏松症的预防性治疗;锶离子的释放对于预防破骨细胞活化和促进成骨细胞分化具有直接作用,也在组织免疫方面发挥着重要作用,能够促进骨骼的生长发育,已成为口腔再生领域的研究热点。
本文结合锶元素对生物材料性能的改变,分析现有问题,对锶元素促成骨机制及其在口腔再生医学中的应用进行综述。
【总页数】4页(P37-40)
【作者】董昕玥;张晓明;刘念;马向瑞
【作者单位】滨州医学院附属医院口腔修复科
【正文语种】中文
【中图分类】R781.4
【相关文献】
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材料促成骨机制和应用的研究进展4.骨劈开与骨挤压术联合引导骨组织再生技术在口腔种植骨增量中的应用价值5.MXene纳米材料在生物医学应用中促成骨的机制研究
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锶抗骨质疏松的作用机制研究
锶抗骨质疏松的作用机制研究锶是一种化学元素,被广泛运用于医药领域。
近年来,研究表明锶具有一定的抗骨质疏松作用,并已成为治疗骨质疏松症的一种有效药物。
本文将探讨锶抗骨质疏松的作用机制。
锶可以促进骨形成。
研究发现,锶能够激活骨细胞的增殖和分化,促进骨骼组织的生成。
锶在体内能被骨相关细胞摄取进入细胞内,并与细胞内的骨基质相关蛋白质结合,从而促进骨基质的形成。
锶还能够抑制骨吸收细胞的活性,减少骨矩阵的降解,从而增加骨密度。
锶能够调节骨代谢。
研究发现,锶可以影响骨细胞内的信号传导途径,调节骨细胞的分化和功能。
锶能够抑制成纤维细胞生长因子(FGF)的活性,阻断FGF对骨细胞的抑制作用,从而促进骨细胞的增殖和生成。
锶还可以通过调节RANK/RANKL/OPG信号通路中的相关因子表达,抑制骨吸收细胞的活性,减少骨的破坏。
锶还能够影响骨髓微环境。
研究发现,锶能够增加骨髓内骨母细胞的数量,促进骨髓中造血干细胞的增殖和分化,从而增加造血功能。
锶还能够抑制炎症反应,减少炎症因子的释放,从而保护骨髓免受炎症的损伤。
锶还具有抗氧化应激和抗炎作用。
研究发现,锶能够减少氧自由基的产生,提高抗氧化酶活性,从而减轻氧化应激损伤。
锶还能够抑制炎症因子的产生和释放,减少炎症反应,从而减轻骨细胞的损伤和破坏。
锶通过促进骨形成、调节骨代谢、影响骨髓微环境、抗氧化应激和抗炎作用等多种机制发挥抗骨质疏松的作用。
锶已经被广泛应用于治疗骨质疏松症,并取得了一定的疗效。
锶的作用机制尚不完全清楚,还需要进一步的研究深入探究。
锶元素的生物学功能及其在人体内的代谢研究进展
锶元素的生物学功能及其在人体内的代谢研究进展
杨继勇;张养东;郑楠;王加启
【期刊名称】《中国食物与营养》
【年(卷),期】2022(28)9
【摘要】目的:目前富锶产品主要的矿泉水为主,研究锶的生物学功能对于富锶类食品的研发很有必要。
方法:综述了锶的理化性质、含量、锶在人体内的代谢吸收、锶与人体健康的关系以及水中锶的安全水平的科学报告和结果,并对富锶牛奶的研究提出了展望。
结果与结论:锶能够促进成骨细胞的形成与抑制破骨细胞的吸收,可能通过降低氧化应激对精液产生保护作用或通过影响钙的特异性识别过程来改善精液质量,还可能通过降低内质网应激相关蛋白的表达来减轻肝脏脂肪变性。
世界卫生组织还没有建立饮用水中锶的标准值,大多都是通过动物模型或流行病学调查对锶的安全剂量给出参考,锶的最佳摄入量或服用量都还有待研究。
【总页数】7页(P50-56)
【作者】杨继勇;张养东;郑楠;王加启
【作者单位】中国农业科学院北京畜牧兽医研究所/农业农村部奶及奶制品质量安全控制重点实验室/农业农村部奶产品质量安全风险评估实验室(北京)/农业农村部奶及奶制品质量监督检验测试中心(北京)/动物营养学国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
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