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第一部分：CXCL12-CXCR4/CXCR7通路对巨噬细胞的功能调控作用及机制研究
研究目的：探讨在炎性材料接触刺激下，巨噬细胞的功能表型与CXCL12-CXCR4/CXCR7通路之间的关系以及CXCL12-CXCR4/CXCR7通路对巨噬细胞功能表型的调控作用及机制。
材料与方法：PMMA材料被用于作为诱导巨噬细胞发生炎性反应的模型材料。首先制备PMMA片，经无菌消毒处理后，置于细胞培养六孔板中。将人THP-1细胞，小鼠RAW264.7细胞和大鼠NR8383细胞分别与PMMA片共培养。采用细胞免疫荧光技术观察巨噬细胞在材料上的黏附生长状况，以及巨噬细胞不同功能表型标志物的表达情况。同时提取巨噬细胞总RNA以及总蛋白，采用RT-PCR方法检测巨噬细胞内相关功能表型标志物、炎症相关因子、以及CXCL12-CXCR4/CXCR7通路的mRNA表达水平；采用Westernblot方法检测巨噬细胞内CXCL12-CXCR4/CXCR7通路以及相关的下游信号通路的蛋白表达水平。进一步的通过采用小分子抑制剂AMD3100，辛伐他汀及CXCR7siRNA对CXCL12-CXCR4/CXCR7通路进行调控，并通过细胞免疫荧光染色技术，RT-PCR实验以及流式细胞术等观察分析巨噬细胞的功能状况改变。
实验结果：细胞免疫荧光染色结果提示巨噬细胞在PMMA片上黏附生长良好，并高表达M1型炎性分化标志物CCR7。RT-PCR结果表明巨噬细胞在与PMMA接触的刺激下明显向促炎性方向转化，高表达炎性相关因子IL-1β，IL-6，IFN-γ，TNF-α，IL-12的mRNA。与此同时，巨噬细胞表达CXCR7水平上升，而CXCR4受体的表达受到抑制。通过使用AMD3100抑制CXCL12-CXCR4通路的激活，会进一步的促进巨噬细胞的促炎性分化和炎症反应。辛伐他汀以及siRNA的刺激可有效抑制巨噬细胞内CXCR7受体的表达，进而抑制CXCL12-CXCR7通路的激活。细胞免疫荧光染色和RT-PCR实验检测显示通过抑制CXCL12-CXCR7通路的表达水平可显著提高巨噬细胞内抗炎因子(IL-10，TGF-β1，IL-12)的表达水平，降低炎性因子的表达水平。进一步的通过westernblot检测对其下游与巨噬细胞功能转化相关的通路进行检测，结果显示STATs通路的磷酸化水平受到CXCL12-CXCR4/CXCR7通路的调控，进而影响巨噬细胞的极化方向与功能。此外，NF-κB因子，P38蛋白以及Erk通路的磷酸化水平也受到CXCL12-CXCR4/CXCR7轴的调控，从而对巨噬细胞的功能产生影响.
结论：CXCL12-CXCR4/CXCR7信号轴能够对巨噬细胞的功能进行有效调控。通过抑制CXCL12-CXCR7通路的激活水平，升高CXCL12-CXCR4通路的激活水平，可有效调控巨噬细胞从促炎性功能转化为抗炎性功能。就分子机制而言，CXCL12-CXCR4/CXCR7通路主要通过调控STATs通路以及NF-κB通路对巨噬细胞的功能表型进行调控。
第二部分：CXCL12-CXCR4/CXCR7通路对种植体异物反应的调控作用
研究目的：探讨CXCL12-CXCR4/CXCR7通路对材料植入机体所引起的异物反应的调控作用以及对材料与组织结合的促进作用。
材料与方法：首先构建大鼠股骨骨缺损模型。制备直径为2.2mm，长度为7mm的PMMA种植体，植入到大鼠股骨骨缺损部位，构建种植体异物反应动物模型。将实验动物分为四组：对照组(仅植入PMMA种植体)；CXCL12组(骨缺损建立好后，在骨缺损处注入50ng/ul的CXCL12溶液10ul。PMMA种植体植入前浸泡在50ng/ul的CXCL12溶液里15分钟)；AMD3100组(CXCL12给予方法同CXCL12组，植入PMMA种植体，术后每天注射AMD3100，5mg/kg/day)，辛伐他汀组(CXCL12给予方法如同CXCL12组，植入PMMA种植体，术后每天注射辛伐他汀，5mg/kg/day)。分别于术后1周，2周，4周处死实验动物，取出包含材料的骨组织进行脱钙、包埋等处理，行HE染色，组织免疫荧光染色，免疫组化染色，RT-PCR检测等方法观察种植体周围的异物反应情况、种植体周围所聚集的巨噬细胞功能状况以及植入部位CXCL12-CXCR4/CXCR7通路的表达情况等。
实验结果：HE染色结果显示PMMA种植体植入1周后，大量炎症细胞聚集在种植部位，周围骨组织结构破坏严重。术后2周，植入部位炎症反应加剧，炎性细胞聚集进一步增多，材料周围骨组织破坏加重。术后4周可见PMMA种植体周围形成一层致密纤维层，该纤维包绕中可见少量血管形成，仍有大量炎性细胞聚集，周围骨组织形态不完整。免疫组织化学染色和组织免疫荧光染色检测显示种植体周围所聚集的巨噬细胞高表达CXCR7受体，并大多呈炎性M1型分化。术后给与AMD3100刺激会导致异物反应的进一步加重。而在辛伐他汀组，通过术后每天注射辛伐他汀，抑制CXCR7受体的高表达，可显著增加植入部位抗炎性分化的M2型巨噬细胞的聚集。植入手术2周后，与其他三组相比，辛伐他汀组所表现出的异物反应明显减轻，周围骨组织形态保持完整。术后4周，辛伐他汀组材料植入部位的异物反应基本消除，PMMA种植体周围基本无纤维包绕。
结论：CXCL12-CXCR4/CXCR7通路对材料植入后所引起的异物反应具有有效的调控作用。通过下调CXCR7的表达，降低CXCL12-CXCR7通路的激活水平，可有效的抑制异物反应的炎性发展，阻止材料周围的纤维包裹，进而促进料与周围组织的良好结合。
研究目的：探讨在炎性材料接触刺激下，巨噬细胞的功能表型与CXCL12-CXCR4/CXCR7通路之间的关系以及CXCL12-CXCR4/CXCR7通路对巨噬细胞功能表型的调控作用及机制。
材料与方法：PMMA材料被用于作为诱导巨噬细胞发生炎性反应的模型材料。首先制备PMMA片，经无菌消毒处理后，置于细胞培养六孔板中。将人THP-1细胞，小鼠RAW264.7细胞和大鼠NR8383细胞分别与PMMA片共培养。采用细胞免疫荧光技术观察巨噬细胞在材料上的黏附生长状况，以及巨噬细胞不同功能表型标志物的表达情况。同时提取巨噬细胞总RNA以及总蛋白，采用RT-PCR方法检测巨噬细胞内相关功能表型标志物、炎症相关因子、以及CXCL12-CXCR4/CXCR7通路的mRNA表达水平；采用Westernblot方法检测巨噬细胞内CXCL12-CXCR4/CXCR7通路以及相关的下游信号通路的蛋白表达水平。进一步的通过采用小分子抑制剂AMD3100，辛伐他汀及CXCR7siRNA对CXCL12-CXCR4/CXCR7通路进行调控，并通过细胞免疫荧光染色技术，RT-PCR实验以及流式细胞术等观察分析巨噬细胞的功能状况改变。
实验结果：细胞免疫荧光染色结果提示巨噬细胞在PMMA片上黏附生长良好，并高表达M1型炎性分化标志物CCR7。RT-PCR结果表明巨噬细胞在与PMMA接触的刺激下明显向促炎性方向转化，高表达炎性相关因子IL-1β，IL-6，IFN-γ，TNF-α，IL-12的mRNA。与此同时，巨噬细胞表达CXCR7水平上升，而CXCR4受体的表达受到抑制。通过使用AMD3100抑制CXCL12-CXCR4通路的激活，会进一步的促进巨噬细胞的促炎性分化和炎症反应。辛伐他汀以及siRNA的刺激可有效抑制巨噬细胞内CXCR7受体的表达，进而抑制CXCL12-CXCR7通路的激活。细胞免疫荧光染色和RT-PCR实验检测显示通过抑制CXCL12-CXCR7通路的表达水平可显著提高巨噬细胞内抗炎因子(IL-10，TGF-β1，IL-12)的表达水平，降低炎性因子的表达水平。进一步的通过westernblot检测对其下游与巨噬细胞功能转化相关的通路进行检测，结果显示STATs通路的磷酸化水平受到CXCL12-CXCR4/CXCR7通路的调控，进而影响巨噬细胞的极化方向与功能。此外，NF-κB因子，P38蛋白以及Erk通路的磷酸化水平也受到CXCL12-CXCR4/CXCR7轴的调控，从而对巨噬细胞的功能产生影响.
结论：CXCL12-CXCR4/CXCR7信号轴能够对巨噬细胞的功能进行有效调控。通过抑制CXCL12-CXCR7通路的激活水平，升高CXCL12-CXCR4通路的激活水平，可有效调控巨噬细胞从促炎性功能转化为抗炎性功能。就分子机制而言，CXCL12-CXCR4/CXCR7通路主要通过调控STATs通路以及NF-κB通路对巨噬细胞的功能表型进行调控。
第二部分：CXCL12-CXCR4/CXCR7通路对种植体异物反应的调控作用
研究目的：探讨CXCL12-CXCR4/CXCR7通路对材料植入机体所引起的异物反应的调控作用以及对材料与组织结合的促进作用。
材料与方法：首先构建大鼠股骨骨缺损模型。制备直径为2.2mm，长度为7mm的PMMA种植体，植入到大鼠股骨骨缺损部位，构建种植体异物反应动物模型。将实验动物分为四组：对照组(仅植入PMMA种植体)；CXCL12组(骨缺损建立好后，在骨缺损处注入50ng/ul的CXCL12溶液10ul。PMMA种植体植入前浸泡在50ng/ul的CXCL12溶液里15分钟)；AMD3100组(CXCL12给予方法同CXCL12组，植入PMMA种植体，术后每天注射AMD3100，5mg/kg/day)，辛伐他汀组(CXCL12给予方法如同CXCL12组，植入PMMA种植体，术后每天注射辛伐他汀，5mg/kg/day)。分别于术后1周，2周，4周处死实验动物，取出包含材料的骨组织进行脱钙、包埋等处理，行HE染色，组织免疫荧光染色，免疫组化染色，RT-PCR检测等方法观察种植体周围的异物反应情况、种植体周围所聚集的巨噬细胞功能状况以及植入部位CXCL12-CXCR4/CXCR7通路的表达情况等。
实验结果：HE染色结果显示PMMA种植体植入1周后，大量炎症细胞聚集在种植部位，周围骨组织结构破坏严重。术后2周，植入部位炎症反应加剧，炎性细胞聚集进一步增多，材料周围骨组织破坏加重。术后4周可见PMMA种植体周围形成一层致密纤维层，该纤维包绕中可见少量血管形成，仍有大量炎性细胞聚集，周围骨组织形态不完整。免疫组织化学染色和组织免疫荧光染色检测显示种植体周围所聚集的巨噬细胞高表达CXCR7受体，并大多呈炎性M1型分化。术后给与AMD3100刺激会导致异物反应的进一步加重。而在辛伐他汀组，通过术后每天注射辛伐他汀，抑制CXCR7受体的高表达，可显著增加植入部位抗炎性分化的M2型巨噬细胞的聚集。植入手术2周后，与其他三组相比，辛伐他汀组所表现出的异物反应明显减轻，周围骨组织形态保持完整。术后4周，辛伐他汀组材料植入部位的异物反应基本消除，PMMA种植体周围基本无纤维包绕。
结论：CXCL12-CXCR4/CXCR7通路对材料植入后所引起的异物反应具有有效的调控作用。通过下调CXCR7的表达，降低CXCL12-CXCR7通路的激活水平，可有效的抑制异物反应的炎性发展，阻止材料周围的纤维包裹，进而促进料与周围组织的良好结合。