阿仑膦酸钠可抑制骨质疏松性骨折的愈合☆

背景：阿仑膦酸钠作为治疗骨质疏松症的首选药物已被临床广泛应用。 目的：观察阿仑膦酸钠对骨质疏松性骨折大鼠股骨干骨折愈合的影响。 方法：将SD大鼠随机分成3组：假手术组，模型组和阿仑膦酸钠组。模型组及阿仑膦酸钠组于卵巢切除后4周进行右股骨干中段横行骨折，克氏针固定。阿仑膦酸钠组建模后皮下注射阿仑膦酸钠。 结果与结论：骨折造模后3及6周，阿仑膦酸钠组右股骨整体骨密度和远段骨密度高于模型组(P < 0.01)，与模型组相比，阿仑膦酸钠组骨折端骨痂体积大、骨痂数量多，软骨性骨痂向骨性骨痂转换过程延迟，骨折愈合过程减慢，破骨细胞数量显著降低(P < 0.05)。结果证实，阿仑膦酸钠对大鼠骨质疏松性骨折愈合过程有抑制作用，其机制可能与阿仑膦酸钠抑制破骨细胞活性使骨痂钙化过程减慢有关。     

脑损伤并股骨骨折愈合患者骨痂中骨形态发生蛋白2和胰岛素样生长因子1的表达

背景：临床观察及基础研究发现,合并颅脑损伤可加速骨折愈合,但具体机制尚不明确。 目的：观察脑损伤后SD大鼠股骨骨折愈合过程中骨痂骨形态发生蛋白2和胰岛素样生长因子1的表达,探讨脑损伤对大鼠股骨骨折愈合的影响及其作用机制。 设计、时间及地点：随机对照,基因水平动物实验,于2007-05/2008-03在华北煤炭医学院骨科实验室完成。 材料：SPF级10周龄雄性SD大鼠48只。 方法：48只SD大鼠随机分成2组,每组24只。参考文献建立大鼠单纯股骨骨折模型和脑损伤合并股骨骨折模型。于术后7,14,28 d分批处死动物,行X射线摄片后,取股骨骨痂,分别用于提取总RNA进行实时荧光定量聚合酶链反应。 主要观察指标：以X射线摄片观察骨折愈合情况;以苏木精-伊红染色、免疫组织化学染色观察骨痂组织骨形态发生蛋白2和胰岛素样生长因子1的表达。 结果：X射线摄片示,与单纯骨折组相比,骨折合并脑损伤组骨痂出现早,同一时间骨痂更大。免疫组织化学显示,造模7,14 d脑损伤合并股骨骨折组骨形态发生蛋白2、胰岛素样生长因子1的平均阳性细胞百分率高于单纯骨折组。实时荧光定量聚合酶链反应结果发现,脑损伤合并股骨骨折组7,14 d骨形态发生蛋白2基因mRNA表达高于单纯骨折组,7,14,21 d胰岛素样生长因子1基因mRNA表达高于单纯骨折组。　 结论：与单纯骨折组相比,骨折合并脑损伤组大鼠骨折愈合加速,骨痂中骨形态发生蛋白2和胰岛素样生长因子1的表达显著性升高,提示脑损伤促进了骨折愈合的机制可能与此有关。     

降钙素在体内体外实验中对兔关节炎关节软骨退变及软骨下骨骨代谢的影响

[目的]研究降钙素(calcitonin, CT)对骨性关节炎关节软骨退变和软骨下骨骨代谢的影响.[方法]30只3个月龄雌性日本大耳白兔随机分为三组,其中两组行右膝关节前交叉韧带切断术(anterior cruciate ligament transaction,ACLT),分为ACLT+CT组和ACLT+NS组,第3组为Sham组.ACLT+CT给予每日1次皮下注射降钙素5 IU/(kg·d),持续8周,ACLT+NS组给予同样剂量生理盐水.术后8周后处死所有动物.取股骨髁制成切片行MMP-13和Ⅱ型胶原免疫组化染色.取胫骨近端制成硬组织切片行骨形态计量学检测.体外实验中,取兔膝关节软骨,经消化、培养,将第3代软骨细胞分三组:向IL-1β组加入人重组IL-1β(10 ng/ml). IL-1β+CT组加入人重组IL-1β (10 ng/ml)2 d后,再向培养液中加入CT(50 ng/ml).正常组不加任何诱导剂和干扰剂培养.然后行MMP-13、Ⅱ型胶原免疫组化检测和Realtime RT-PCR法检测.[结果]Sham组和ACLT+CT组软骨下骨骨小梁相对体积和厚度等均显著高于ACLT+NS组.Sham组和ACLT+CT组的Ⅱ型胶原的光密度值均显著高于ACLT+NS组,而MMP-13的光密度值显著低于ACLT+NS组(P<0.05).正常组和IL-1β+CT组的Ⅱ型胶原光密度值均显著高于IL-1β组而MMP-13的光密度值都显著低于IL-1β组(P<0.05).在正常组和IL-1β+CT组中Ⅱ型胶原的mRNA含量均显著高于IL-1β组而MMP-13的mRNA含量均显著低于IL-1β组(P<0.05).[结论]降钙素5 IU/(kg·d)皮下注射能够增加ACLT兔膝关节软骨Ⅱ型胶原的分泌和抑制MMP-13的表达,并可能通过调节软骨下骨的骨代谢和微结构来保护关节软骨; CT(50 ng/ml)能增加体外培养的含有IL-1β(10 ng/ml)的软骨细胞中Ⅱ型胶原的含量和抑制MMP-13分泌.     

阿仑膦酸钠对前交叉韧带切断大鼠关节软骨退变的影响

[目的]观察阿仑膦酸钠(alendronate,ALN)对前交叉韧带切断术(anterior cruciate ligament transaction,ACLT)后骨关节炎模型大鼠膝关节软骨和软骨下骨的影响.[方法]24只3个月龄雌性SD大鼠按体重随机分为假手术组(Sham,n=8)、手术组(ACLT+NS,n=8)及给药组(ACLT+ALN,n=8),术后ALN组给予阿仑膦酸钠20 μg·kg-1·2 d-1皮下注射,连续给药12周;ACLT组则给予等剂量无菌生理盐水.股骨远端软骨下骨骨密度和胫骨近端骨组织形态计量学分析,通过关节软骨Mankin评分和MMP-13免疫组化染色观察关节软骨的退变和软骨基质的降解程度.[结果](1)ACLT+NS组股骨内侧髁骨密度显著低于Sham组和ACLT+ALN组(P＜0.05);(2)ACLT+ALN组的胫骨近端骨量显著高于ACLT+NS组(P＜0.05);(3)ACLT+ALN组的关节软骨Mankin评分和MMP-13免疫组化染色平均积分光密度显著低于ACLT+Ns组(P＜0.05).[结论]阿仑膦酸钠20 μg·kg-1·2 d-1皮下注射12周可以预防ACLT大鼠关节软骨退变,其作用机制可能与下调MMP-13的表达和增加软骨下骨骨量有关.     

辛伐他汀对幼鼠骨小梁中骨形成相关因子表达以及BMSCs成骨分化的影响

目的既往研究表明辛伐他汀具有促成骨作用,现探讨辛伐他汀对幼鼠骨小梁中骨形成相关因子表达以及BMSCs成骨分化的影响。方法 40只1周龄雄性SD大鼠,体重17.5～19.5 g,随机分为2组,每组20只。实验组于大鼠颈部皮下注射辛伐他汀注射液[5 mg/(kg.d)],对照组同法注射等剂量生理盐水。于注射后1、3周,两组分别脱颈处死10只大鼠,采用免疫组织化学染色检测胫骨上端骨小梁BMP-2、基质金属蛋白酶13(matrix metalloproteinase 13,MMP-13)、VEGF的表达情况。注射后1、3周,两组分别取大鼠双侧股骨,采用全骨髓培养法体外分离培养BMSCs,取第1代BMSCs成骨诱导培养,培养后14 d行ALP染色,培养后21 d采用实时荧光定量PCR检测BMP-2、Runx2、Osterix、Msx2、Dlx3、Dlx5 mRNA的表达,培养后28 d行von Kossa染色。结果免疫组织化学染色示注射后1、3周两组胫骨上端骨小梁BMP-2、MMP-13、VEGF表达,差异均无统计学意义(P>0.05)。成骨诱导培养14 d,注射后1、3周两组ALP染色阳性细胞百分比差异均无统计学意义(P>0.05);成骨诱导培养21 d,实时荧光定量PCR检测示注射后1、3周两组BMP-2、Runx2、Osterix、Dlx3、Dlx5、Msx2 mRNA表达水平比较差异均无统计学意义(P>0.05);成骨诱导培养28 d,注射后1、3周两组钙结节单位面积比差异均无统计学意义(P>0.05)。结论皮下注射辛伐他汀5 mg/(kg.d)后1、3周对幼鼠骨小梁中骨形成相关因子表达以及BMSCs成骨分化无明显影响。     

骨髓基质干细胞成骨分化过程中Wnt、骨形态发生蛋白2信号通路相关因子与辛伐他汀的作用

背景:辛伐他汀可促进体外培养的人或鼠骨髓基质干细胞向成骨细胞分化,但作用机制尚不清楚。目的:观察辛伐他汀对大鼠骨髓基质干细胞向成骨细胞分化过程中Wnt与骨形态发生蛋白2信号途径中相关因子表达的影响。方法:取6周龄雌性SD大鼠双侧股骨、胫骨全骨髓进行体外成骨细胞诱导培养。实验分为对照组及SIM组。SIM组加入浓度为10-7mol/L辛伐他汀,对照组加入等量无水乙醇和PBS。培养14d,行碱性磷酸酶染色,28d时,行vonKossa染色观察细胞外基质矿化情况;培养14,21d,免疫荧光细胞化学染色观察成骨细胞中β-catenin,Smad1/5,Cbfa1的表达及分布。结果与结论:大鼠骨髓基质干细胞经体外诱导后可分化为具有碱性磷酸酶活性和矿化细胞外基质能力的成熟成骨细胞。辛伐他汀可显著上调骨髓基质干细胞成骨分化过程中碱性磷酸酶的表达。同时,与对照组比较,SIM组β-catenin,Smad1/5,Cbfa1表达明显增多(P<0.05),且呈现明显的核内聚集趋势。说明辛伐他汀促进骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的作用可能与调控Wnt与骨形态发生蛋白2信号通路中相关因子的表达及细胞内分布有关。     

辛伐他汀体内给药对大鼠骨量和骨髓基质干细胞增殖分化的影响

背景:辛伐他汀对正常大鼠骨代谢及骨髓基质干细胞增殖分化影响的报道目前不多.目的:观察辛伐他汀体内给药对大鼠骨量和骨髓基质干细胞增殖、分化的影响,及其在此过程中Smad1,2,7 mRNA表达水平的变化.方法:16只6周龄雌性SD大鼠按体质量随机均分成2组,对照组每天灌胃蒸馏水,实验组灌胃辛伐他汀20 mg/(kg·d),持续9周.于最后一次灌胃的第2天取左侧股骨行骨密度和骨组织形态计量学测定;取右侧股骨和胫骨骨髓基质细胞向成骨方向诱导培养,并采用CCK-8法检测定向成骨分化中的骨髓基质干细胞的增殖能力;细胞培养第16,28天检测碱性磷酸酶比活性、碱性磷酸酶染色阳性细胞比;细胞培养第21天,提取总RNA,采用Real-time RT-PCR检测Smad1,2,7的mRNA表达.结果与结论:辛伐他汀体内给药干预9周后,大鼠骨量和骨密度无显著变化,体外培养骨髓基质干细胞所有检测基因mRNA水平、细胞增殖能力、细胞外基质矿化能力、碱性磷酸酶比活性、碱性磷酸酶染色阳性细胞比两组间差异均无显著性意义 (P > 0.05).结果显示20 mg/(kg·d)辛伐他汀体内给药9周对大鼠骨量及骨髓基质干细胞的增殖和分化及Smad1,2,7的表达无显著作用.     

辛伐他汀对大鼠骨质疏松性骨折愈合的影响

 目的 观察骨质疏松对大鼠骨折愈合的影响及辛伐他汀对骨质疏松性骨折愈合的作用。方法 12周龄雌性Sprague-Dawley大鼠40只随机分成5组,每组8只：假手术组（A）;卵巢切除组（B）;正常骨折组（C）;骨质疏松性骨折组（D）;骨质疏松性骨折+辛伐他汀组（E）。除A、C组外,其余各组大鼠行双侧卵巢切除术,C、D、E组于卵巢切除术4周后制作右股骨中段骨折模型;E组给予辛伐他汀灌胃干预（20 mg·kg^-1·d^-1）,C、D组给等量生理盐水。A、B组于术后4周处死,测量右股骨骨密度;其余3组于骨折后6周处死,完整取出右侧股骨,行CR摄片并评分、骨密度测定、 HE染色并镜下组织学观察。结果 ①卵巢切除后4周,B组骨密度（BMD）显著低于A组（P0.05）;③CR摄片：D组与E组整体愈合情况较C组差,多数标本骨折线清晰, X线评分均显著低于C组,E组高于D组,但差别无统计学意义;④组织学观察：C组大鼠骨痂组织更为成熟,可见板层骨形成,D组、E组软骨成分比例明显较高,均未见板层骨形成。结论 骨质疏松大鼠骨折愈合较正常延迟,辛伐他汀可部分阻止去卵巢大鼠骨量丢失并表现出一定的促进骨折愈合的作用趋势,但效果并不显著。     

辛伐他汀作用下大鼠骨髓基质干细胞向成骨细胞分化中相关基因表达谱：基因芯片的分析

背景：辛伐他汀可上调骨形态发生蛋白2 的表达从而促进骨形成，但是具体分子水平的作用机制尚不清楚。 目的： 从基因水平明确辛伐他汀在体外诱导大鼠骨髓基质干细胞向成骨细胞分化过程中对成骨相关基因表达谱的影响。 方法：取大鼠股骨、胫骨骨髓基质干细胞进行体外培养，给予辛伐他汀或安慰剂干预，培养第7天，提取、纯化mRNA，反转录合成cDNA，荧光标记后与大鼠全基因组寡核苷酸芯片杂交、扫描后筛选出差异表达的基因，分析与成骨分化相关基因。第14，21天分别进行碱性磷酸酶和钙结节茜素红染色。 结果与结论：第14天，碱性磷酸酶染色阳性细胞比例实验组明显多于对照组；茜素红染色表明辛伐他汀能促进成骨细胞的矿化能力。在22 575个基因中，共检出2倍差异表达基因和表达序列标记(ESTs)103条，其中包括与细胞增殖及成骨分化相关差异表达基因，如C/EBPδ，Cited，Ascl2，Ptpn16，Wisp2，Tieg等。结果表明，辛伐他汀能够促进骨髓基质干细胞向成骨细胞分化，其作用机制与从基因水平调控多种成骨相关基因的表达有关。     

他汀类药物抗骨质疏松作用的实验研究进展

目前用于防治骨质疏松的药物主要通过抑制骨吸收而不是促进骨形成，而研究发现他汀类药物作为3-羟基3-甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶抑制剂可以促进成骨细胞骨形态发生蛋白-2（BMP-2）的表达，众多学者对他汀类药物对骨代谢的影响进行了大量的实验研究，大多数研究结果都肯定了辛伐他汀具有促进骨形成和或抑制骨吸收的作用，但由于他汀类药物代谢特点及实验设计的不同，也有部分实验未能得出相同的结论。进一步研究分子水平他汀类药物影响骨代谢的具体作用机制及尽早开发研制对骨骼具有高度亲和力的他汀类药物是他汀类药物能否最终用于防治骨质疏松症的关键。