PI3K/Akt信号通路在磷酸三钙磨损颗粒诱导小鼠颅骨溶解中的作用

张雨笛严明俞立虹章思烨诸葛建颖郭健恒丁樑张云

1绍兴文理学院医学院（浙江绍兴312000）2杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院（浙江杭州310018）

PI3K/Akt信号通路在磷酸三钙磨损颗粒诱导小鼠颅骨溶解中的作用

张雨笛1严明2俞立虹1章思烨1诸葛建颖1郭健恒1丁樑1张云1

1绍兴文理学院医学院（浙江绍兴312000）2杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院（浙江杭州310018）

目的：研究PI3K/Akt信号通路在磷酸三钙（tricalcium phosphate，TCP）磨损颗粒诱导小鼠颅骨溶解中的作用。方法：36只雄性ICR小鼠随机分为假手术组（Sham）、模型组（TCP）和LY294002处理组，每组12只。取TCP磨损颗粒30 mg置于颅顶后缝合皮肤构建小鼠颅骨溶解模型。LY294002处理组小鼠于术后第2天颅顶局部注射PI3K抑制剂LY294002（5 mg·kg-1），每周3次；假手术组小鼠颅骨顶仅注射生理盐水，注射时间与LY294002一致。2周后处死动物取骨膜和颅骨。通过Micro-CT分析小鼠颅骨溶解情况、骨密度（bone mineral density，BMD）和骨矿含量（bone mineral content，BMC）；HE染色观察颅骨表面炎症反应及破骨细胞（osteoclasts）形成；Real-time PCR检测骨组织中破骨细胞生成标志物抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate-resistant acid phosphatase，TRAP）、组织蛋白酶K（cathepsin K，CstK）、核因子κB受体活化因子配体（receptor activator for nuclear factor-κB kigand，RANKL）和c-Fos的mRNA水平；ELISA检测骨膜中炎症因子TNF-α、IL-1β和IL-6等水平；Western Blotting检测颅骨组织Akt、p-AktSer473和p-AktThr308等蛋白表达变化。结果：Micro-CT和组织形态学分析结果显示，PI3K抑制剂LY294002能明显抑制TCP磨损颗粒诱导小鼠颅骨溶解和破骨细胞形成（P＜0.05），增加BMD和BMC含量（P＜0.05）；下调破骨细胞生成标志物TRAP、CstK、RANKL和c-Fos等mRNA水平（P＜0.05），并抑制炎症因子TNF-α、IL-1β和IL-6的释放（P＜0.05）；而且LY294002显著减弱TCP磨损颗粒诱导的Akt信号蛋白活化，导致p-AktS⁃er473和p-AktThr308等蛋白表达明显下调（P＜0.05）。结论：PI3K/Akt信号通路参与调控TCP磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解，可作为假体周围骨溶解和关节松动的治疗靶标。……