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妇女绝经后随着体内雌激素水平的下降易出现绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,PMO),双磷酸盐(bisphosphonate,BPs)是PMO的常用治疗药物。双膦酸盐相关性颌骨坏死(bisphosphonate-related osteonecrosis of the jaws,BRONJ)是BPs的严重并发症,但具体的病理生理机制还不清楚。牙周炎可引起牙槽骨的吸收破坏,最终导致牙齿松动丧失。近年来的研究表明牙周炎是BRONJ的危险因素,但具体的作用机制还有待阐明。目的通过体外分离培养颌骨成骨细胞(mandible osteoblasts,MOBs)和股骨成骨细胞(femur osteoblasts,FOBs),比较不同胚层来源成骨细胞生物学行为的差异。通过构建绝经后骨质疏松(postmenopausal osteoporosis,PMO)大鼠模型,培养PMO大鼠MOBs和FOBs,并给予唑来膦酸(zoledronate,ZOL)刺激,比较ZOL对PMO状态下不同胚层来源成骨细胞生物学行为的影响。对PMO大鼠MOBs分别给予ZOL及牙龈卟啉单胞菌脂多糖(Porphyromonas gingivalis lipopolysaccharide,P.gingivalis LPS)刺激,探讨在P.gingivalis LPS作用下ZOL对骨质疏松大鼠MOBs成骨和破骨及成血管调控相关基因表达的影响。方法1.体外分离培养大鼠MOBs和FOBs,经流式细胞术进行细胞表面抗原鉴定,CCK-8(cell counting kit-8)比较细胞的增殖能力。2.成骨诱导后,通过碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色与活性检测、矿化结节染色及定量分析,以及实时荧光定量聚合酶链反应(real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction,Real-time PCR)检测成骨相关基因表达,比较大鼠MOBs和FOBs的成骨分化能力。3.通过Real-time PCR和酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)比较大鼠MOBs和FOBs表达成血管相关因子的能力。4.通过Real-time PCR、蛋白免疫印迹(Western Blot,WB)比较人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)经大鼠MOBs和FOBs的上清液刺激后成血管相关基因和蛋白的表达,并通过CCK-8、划痕试验、Transwell小室及成管试验比较HUVECs经两种细胞上清液刺激后的相关功能变化。5.采用双侧卵巢切除术建立大鼠PMO模型,分离培养PMO大鼠MOBs和FOBs,经ZOL作用后检测两种细胞的增殖能力及成骨和破骨、成血管调控相关基因的表达情况。6.采用ZOL和P.gingivalis LPS刺激PMO大鼠MOBs,检测细胞中成骨和破骨及成血管调控相关基因的表达情况。结果1.大鼠MOBs和FOBs在形态上无明显区别,流式细胞术检测结果均为CD31和CD45阴性,但MOBs的增殖能力较FOBs强。2.经成骨诱导后,FOBs表现出较MOBs更强的ALP活性及矿化结节形成能力,且成骨相关基因Alpl、Runt转录相关因子2(runt-related transcription factor 2,Runx2)、骨钙素(osteocalcin,Oc)、骨涎蛋白(bone sialoprotein,Bsp)的表达在FOBs中也更高。3.Real-time PCR和ELISA结果显示大鼠MOBs较FOBs表达更高水平的血管生成素-1(angiopontin-1,ANGPT1)、成纤维生长因子2(fibroblast growth factor 2,FGF2),而血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)表达较少,但FOBs的趋化因子配体9(chemokine(C-X-C motif)ligand 9,CXCL9)表达更高。4.与FOBs的上清液刺激相比,HUVECs经大鼠MOBs的上清液刺激后,成血管相关因子如低氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor-1alpha,HIF1A)、内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)、激酶结构域(kinase domain region,KDR)、内皮特异性受体酪氨酸激酶2(endothelial-specific receptor tyrosine kinase 2,TIE2)的表达更高,且细胞的增殖、迁移和成管能力也更强。5.ZOL对MOBs和FOBs的增殖有抑制作用且呈剂量依赖性;MOBs较FOBs对ZOL的作用更为敏感,MOBs经10~-55 M的ZOL作用后细胞的成骨基因表达明显受抑制,而破骨与成血管调控相关基因表达显著增加。6.在P.gingivalis LPS作用下,经10~-55 M的ZOL刺激后,PMO大鼠MOBs的成骨相关基因表达进一步下调,而破骨与成血管调控相关基因表达水平则进一步增加。结论1.不同胚层来源成骨细胞存在位点特异性差异,MOBs的增殖及促成血管能力较FOBs强,而FOBs的成骨分化能力更强。2.PMO大鼠的MOBs较FOBs对ZOL的刺激更为敏感。3.在P.gingivalis LPS作用下,ZOL对PMO大鼠MOBs的作用更加明显,在进一步抑制细胞成骨能力的同时,可进一步提高细胞的破骨及成血管调控能力。