PCL/β-TCP调控巨噬细胞极化对成血管效应的影响

作者：郭硕; 刘文文; 魏星辉; 王宁; 李小康; 郭征^*

来源：现代生物医学进展, 2020, 20(11): 2012-2018.

DOI：10.13241/j.cnki.pmb.2020.11.003

• 骨修复支架
• 炎症反应
• 成血管效应
• 生物陶瓷
• 巨噬细胞极化

目的:探究生物可降解材料聚己内酯/β-磷酸三钙(PCL/β-TCP)通过调控巨噬细胞极化对骨组织内血管生成的作用,为其临床应用提供依据。方法:采用3D打印技术制备试样并加以表征。体内实验采用模型为SD大鼠股骨远端植入模型。双侧植入PCL/β-TCP支架后采取免疫荧光染色观察支架内部成血管标记物CD31的表达差异,并采用血管灌注方法进行血管造影,评价支架内部血管体积。采用免疫荧光染色检测炎症标记物iNOS,抑炎标记物Arg-1的表达情况。体外实验采用细胞共培养的方式检测PCL/β-TCP对巨噬细胞极化的调控作用以及免疫介导的血管形成改变。实验分为两组,空白组(Control)及PCL/β-TCP(PT5)组。将巨噬细胞系Raw264.7接种于材料表面并对其极化水平及分泌改变进行检测。通过免疫荧光染色检测M1巨噬细胞标记物iNOS、M2巨噬细胞标记物Arg-1的表达情况。通过RT-qPCR检测CCR-7,CD206,血管内皮生长因子(VEGF),血小板源性生长因子(PDGF-BB),肿瘤坏死因子α(TNF-α),白细胞介素-10(IL-10)的转录情况。酶联免疫吸附试验(ELISA)检测VEGF、PDGF-BB、IL-10、TNF-α的分泌情况。应用Transwell迁移实验检测PCL/β-TCP刺激下巨噬细胞分泌作用对人脐静脉内皮细胞(HUVECs)迁移能力的影响,应用免疫荧光染色检测PCL/β-TCP刺激下巨噬细胞分泌作用对HUVECs表面血管形成指标CD31表达情况的影响。结果:在体内实验中,支架周围组织CD31表达升高(P<0.001),血管灌注结果提示支架内部血管体积显著增加(P<0.001),同时炎症标记物iNOS表达下调(P<0.001),抗炎标记物Arg-1升高(P<0.001)。在体外实验中,与Control相比,PT5组巨噬细胞中炎症标记物iNOS合成无明显差异,抑炎标记物Arg-1合成增加;炎症标记物CCR-7及TNF-α转录水平下调(P<0.01,P<0.01),抗炎标记物CD206及IL-10转录上调(P<0.001,P<0.001);VEGF转录水平下调(P<0.01),PDGF-BB转录上调(P<0.01);VEGF分泌水平下降(P<0.001),PDGF-BB分泌增加(P<0.01),IL-10分泌水平提高(P<0.001),TNF-α分泌水平下降(P<0.05)。在巨噬细胞分泌作用下,HUVECs的迁移能力提高(P<0.001),CD31表达上调(P<0.001)。结论:骨修复材料PCL/β-TCP可通过调控巨噬细胞向M2方向极化进而促进血管形成,可作为骨修复材料的候选材料之一。

• 单位
  中国人民解放军空军军医大学; 西京医院