研究背点击此处景:骨骼中调节骨形成的成骨细胞和调节骨吸收的破骨细胞之间维持着动态的平衡,这一过程被称为骨稳态。骨稳态一旦被破坏,如破骨细胞骨吸收活性增高会导致骨质疏松症。目前,临床上用于抑制破骨细胞骨吸收功能的双膦酸盐、降钙素类和雌激素替代疗法有一定的疗效,但是其药物副作用限制了它们的应用。因此,寻找新的治疗药物用于治疗破骨细胞相关疾病至关重要。近期研究表明,破骨细胞通过整合素黏附于骨基质形成密封区,由靠近骨表面的破骨细胞膜组成的褶皱膜释放质子和蛋白酶形成酸性微环境。因此,本研究针对破骨细胞的整合素蛋白和酸性微环境设计装载抗整合素药物Cilengitide的酸敏感纳米材料并验证其作用。研究目的:本研究的目的是探究Cilengitide对RANKL诱导的破骨细胞分化和黏附作用的影响,并进一步探究其分子机制。此外,我们根据破骨细胞骨吸收酸性微环境的特质,将Cilengitide和具有酸敏感特性的纳米材料相结合,进一步探究负载Cilengitide的酸敏感纳米材料后对RANKL诱导的破骨细胞分化和骨吸收的抑制作用,为Cilengitide应用于骨质疏松症提供了理论基础。研究方法:以RANKL诱导的骨髓来源的巨噬细胞分化为破骨细胞为模型,通过抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色实验、肌动蛋白环(F-actin)染hepatolenticular degeneration色实验、骨吸收陷窝实验来验证Cilengitide对破骨细胞生成和骨吸收能力的影响;通过免疫印迹实验(Western Blot)、实时荧光定量PCR(RT-PCR)、细胞黏附实验检测Cilengitide对破骨细胞生成和黏附相关通路的影响。并且基于Cilengitide对破骨细胞的作用,我们设计了酸敏感的生物材料并通过上述所提及的实验进一步检测装载Cilengitide的生物材料对破骨细胞分化和骨吸收作用的影响。实验结果:Cilengitide能够抑制RANKL诱导的破骨细胞的生成,尤其作用于破骨细胞分化的后期阶段。此外,Cilengitide能够抑制破骨细胞F-actin环的形成以及破骨细胞的骨吸收功能。黏附实验结果显示,Cilengitide明显抑制破骨细胞和骨基质蛋白的黏附。Cilengitide通过抑制整合素αvβ3下游的FAK/Src信号分子进而抑制破骨细胞的骨黏附功能,进而抑制破骨细胞骨吸收作用。最后,通过酸敏感纳米材料和Cilengitide结合应用于破骨细胞的分化阶段,结果显示,CLG@MSN-CS能够明显抑制破骨细胞的形成、F-actin的生成和骨吸收能力。结论:CileFer-1体内ngitide通过阻断αvβ3介导的FAK/Src信号通路抑制破骨细胞黏附和骨吸收能力;酸敏感纳米材料应用加强了Cilengitide的抑制作用,为后续的研究和应用提供了基础。