粪肠球菌在低氧下调节破骨细胞生成的研究

目的:粪肠球菌(Enterococcus faecaMRTX1133体内lis,E.faecalis)是难治性根尖周炎的主要致病菌,低氧对破骨细胞的分化具有抑制作用。难治性根尖周炎常伴有感染和根尖周低氧的微环境,但其骨破坏机制尚不清楚。本课题旨在研究粪肠球菌在低氧刺激下对破骨细胞生成的作用。方法:分离和鉴定小鼠骨髓源性巨噬细胞(Bone marrow-derived macrophages,BMMs)。通过添加核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of NF-κB ligand,RANKL)和巨噬细胞集落刺激因子(mEpigenetics抑制剂acrophage colony-stimulating factor,M-CSF)诱导BMMs生成破骨细胞,然后使用抗酒石酸酸性磷酸酶染色(tartrate-resistant acid phosphatase staining,TRAP)技术,识别出BMMs形成的破骨细胞。使用氯化钴(Cobalt chloride,Co Cl_2)模拟低氧条件,并利用Western Blot技术来检测细胞内的低氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α),以此来确定构建成功了一个有效的低氧环境下的细胞培养模式。通过酶联免疫吸附试验(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA),分析HIF-1α及肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的表达,分析其在细胞外的分泌及相关炎症模型的建立情况。另外,采用CCK-8法分别检测单纯低氧及粪肠球菌在低氧下对BMMs增殖的影响。通过流式细胞术和Western Blot技术,研究了粪肠球菌在低氧下对细胞凋亡的影响。最后,通过实时荧光定量聚合酶链式反应法(Real-time polymerase chain reaction,RT-PCR)和Western Blot技术,研究BMMs中破骨细胞生成相关的m RNA和蛋白质的表达,包括Blimp、c-Fos、NFATc1以及RBP-J。通过TRAP技术及免疫荧光检测,观察单纯低氧及粪肠球菌在低氧下对破骨细胞形成的影响。利用SPSS26.0进行独立样本t检验和单因素方差分析,分别进行对比两组数据的差异和多组数据的差异。结果:RANKL诱导的BMMs具有Health care-associated infection较强的破骨细胞分化能力,其表现为TRAP染色阳性的特征,本研究发现50 ng/m L RANKL比20 ng/m L RANKL诱导的BMMs形成的破骨细胞更显著。此外,Western Blot结果表明,在1天的Co Cl_2处理下,HIF-1α的表达量较对照组有明显的提高。经过ELISA检测,在低氧环境条件下1000 MOI粪肠球菌刺激BMMs 72小时后,TNF-α的表达有了显著的提升,从而构建了低氧条件下感染的体外模型。与RANKL单独作用组相比,加入100μM Co Cl_2刺激的细胞增殖在5天内均显著提升;而当100μM Co Cl_2加入10、100以及1000 MOI粪肠球菌时,细胞增殖明显降低。Western Blot检测发现Co Cl_2处理的细胞凋亡相关蛋白Bcl-2的表达量增加,而Caspase-3的表达量减少。1000 MOI粪肠球菌刺激在低氧条件下的BMMs细胞5天,Caspase-3的表达有明显升高,而Bcl-2的表达则有明显降低。TRAP染色及免疫荧光检测发现在Co Cl_2模拟低氧的情况下,BMMs的破骨细胞生成能力显著降低。当在低氧下添加热灭活粪肠球菌的刺激,BMMs的破骨细胞生成能力明显增强,RT-PCR和Western Blot的结果表明Blimp、c-Fos以及NFATc1的m RNA和蛋白的表达水平都有明显提升,而RBP-J的表达水平明显下降。结论:综上所述,粪肠球菌在低氧条件下对RANKL诱导的BMMs生成破骨细胞起促进作用,但不依赖于细胞增殖和凋亡。因此,除了严密的根管充填外,彻底的根管消毒是至关重要的。