促红细胞生成素对放射性颌骨坏死的预防作用研究

It is known that erythropoietin possesses the ability of promoting angiogenesis, anti-apoptosis and the oxygen-carrying capability of red blood cells. Also, our previous study found that EPO can promote bone formation through ephrinB2/EphB4 signals. In order to study the preventive effects of EPO on radionecrosis of jaws, flow cytometry, MTT, TUNEL assays will be conducted to examine the cell cycles, proliferation and apoptosis of BMSCs with EPO-pretreated before radiation. And Real Time PCR and Western Blot assays are utilized to evaluate the expression of Bcl、Caspase3、vWF、VEGFR2、Col I、ALP、Runx2 to identify EPO’s influence and its potential mechanism to improve the damage of radiation to endothelial cells and osteoblasts. Furthermore, effects of systemic or topical application of EPO on radiation-exposed mandible in mini-pigs are observed via Micro CT, H&E and immunohistochemistry staining, which will settle the foundation of EPO’s application to prevent and treat osteoradionecrosis.

已知促红细胞生成素具有提高红细胞携氧、抗细胞凋亡、促血管新生作用，我们研究证实EPO能通过ephrinB2/EphB4信号促进骨形成。为了研究EPO对放射性颌骨坏死的预防作用，本研究首先采用放射线照射经EPO处理的BMSCs，通过流式细胞术、MTT和TUNEL等技术研究细胞周期、增殖能力、凋亡水平的作用，采用Real Time PCR和Western Blot技术检测Bcl、Caspase3、vWF、VEGFR2、Col I、ALP、Runx2表达的影响，阐明EPO对改善放射线损伤血管内皮细胞和成骨细胞的作用及其机制；进一步采用Micro-CT、组织学和免疫组织化学等技术，观察全身和局部应用EPO的小型猪照射侧下颌骨形态学改变，体内研究EPO对小型猪放射性骨坏死发生的预防作用，为应用促红细胞生成素预防和治疗放射性颌骨坏死奠定理论基础。

目的：放射治疗作为头颈部恶性肿瘤综合治疗的重要手段之一，在杀伤肿瘤细胞的同时，不可避免地对正常组织造成放射性损伤，其中放射性颌骨坏死（ORNJ）是头颈部恶性肿瘤放射治疗后最严重的并发症之一。由于缺乏有效的预防和治疗手段，常继发颌面部缺损畸形，严重危害患者的生存质量和身心健康。已知促红细胞生成素具有提高红细胞携氧、抗细胞凋亡、促血管新生作用。应用EPO有可能通过多种机制和作用多个靶点，改善放射对骨组织局部微环境造成的不良影响，延长血管内皮细胞和骨细胞、成骨细胞的寿命，达到促进血管新生和骨修复的目的。.材料方法：体外骨髓间充质干细胞经EPO处理，通过MTT、流式细胞术等细胞生物学技术检测EPO对骨髓间充质干细胞增殖和抗凋亡的影响；然后，在放射条件下，成骨条件培养基培养骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化，通过分子生物学技术检测相关基因和蛋白的表达情况，通过细胞化学染色方法观察成骨细胞骨形成能力。体内采用大鼠放射性颌骨坏死模型，通过在放射前全身应用EPO蛋白，采用多普勒、Micro-CT、组织学等研究方法和相应的定量分析技术，观察放射条件下EPO对血管和骨组织的影响。.结果：放射后与对照组相比，EPO组未能有效阻止骨髓间充质干细胞的放射性损伤，细胞数量为见显著增多，而放射后EPO可以增加细胞数量。另外，经放射后，促进成骨细胞相关基因的Runx2,、Sp7、Col1、OCN的表达,钙结节数量和ALP活性均显著高于对照组。体内实验结果显示，在1、4、8周时含EPO的实验组中大鼠下颌骨拔牙窝的骨量和骨形成均高于对照组（P＜0.05）。.结论：EPO具有促进细胞增殖的作用，可以有效改善细胞放射损伤后的恢复能力和分化能力，进而预防和治疗放射性骨损伤问题实现促进骨修复作用。