骨质疏松性骨折用药选择的研究进展

骨质疏松性骨折治疗药物的选择及用药方案受到广泛的关注,在动物实验及临床研究中使用的药物种类较多,它们或者抑制骨吸收、或者促进骨形成、或者发挥双向作用,对骨质疏松性骨折愈合过程产生不同的影响.本文对实验研究得出的各种药物治疗效果和方案加以总结和评价.     

间充质干细胞通过CCL5/CCR5信号途径促进骨肉瘤Saos-2细胞迁移和生长

目的 研究人间充质干细胞(hMSC)对骨肉瘤Saos-2 细胞迁移与增殖的影响及其机制.方法 取传代培养的hMSC 和Saos-2 细胞,分别制备hMSC 条件培养基(MSC-CM)和Saos-2 细胞条件培养基(Saos-2-CM).采用免疫荧光细胞化学方法 和双抗体夹心ELISA 方法 分别检测hMSC CCL5 趋化因子的表达及其表达水平,蛋白质免疫印迹方法 检测Saos-2 细胞CCR5 因子的表达.按条件培养基的不同将Saos-2 细胞分为4 组:含10% 胎牛血清的α-MEM 培养基(阴性对照)、Saos-2-CM(阳性对照)、MSC-CM、含24 ng/ml 兔抗人CCL5 抗体的MSC-CM(MSC-CM/anti-CCL5 Ab),应用Transwell实验和噻唑蓝(MTT)法分别检测hMSC 对Saos-2 细胞迁移与增殖能力的影响.实验均重复3 次.结果 免疫荧光细胞化学方法 和双抗体夹心ELISA 检测显示,hMSC CCL5 因子表达阳性且其表达水平为3.68 pg/ml.蛋白质免疫印迹检测显示,Saos-2 细胞CCR5因子表达阳性.Transwell 实验和MTT 检测结果 显示,MSC-CM 能明显促进Saos-2 细胞的迁移与增殖,而MSC-CM/anti- CCL5 Ab 组Saos-2 细胞的迁移与增殖能力均明显下降,2 组间差异均有统计学意义(分别为P < 0.01,P < 0.05).结论CCL5/CCR5 信号途径在hMSC 促进Saos-2 细胞迁移与增殖过程中发挥关键作用,抑制CCL5 趋化因子的表达可明显降低Saos-2 细胞的迁移与增殖能力.     

张力刺激对关节软骨细胞β-肌动蛋白mRNA表达的影响

目的 观察张力刺激对关节软骨细胞β-肌动蛋白(β-aetin)mRNA表达的影响.方法 分别获取正常和骨关节炎关节软骨细胞,给予3%、6%和15%的张力刺激,运用实时定量PCR方法检测不同张力刺激强度下关节软骨细胞β-actin mRNA表达的变化.结果 6%和15%的张力刺激均可明显提高lE常关节软骨细胞β-actinmRNA表达(1.34±0.05,1.36±0.04,P＜0.05),而只有15%的张力刺激才能明显增加骨关节炎关节软骨细胞β-actin mRNA表达.结论 关节软骨细胞β-actin mRNA表达量随张力刺激强度不同而变化,不同内外环境使关节软骨细胞对张力刺激的反应不同,故在其相关生物力学研究中不能应用β-actin作为内参.     

辛伐他汀对老年大鼠骨髓基质干细胞成骨和成脂分化的影响

目的 从细胞和基因水平探讨辛伐他汀对老年大鼠骨髓基质干细胞成骨和成脂分化的影响.方法 18月龄雄性SD大鼠的骨髓基质干细胞进行成骨和成脂诱导培养,培养介质中加入辛伐他汀(10-6、10-7、10-8 mol/L和10-9 mol/L),同时设溶剂对照组.成骨检测:碱性磷酸酶(ALP)染色和定量,茜素红矿化染色和定量,ALP和骨钙素(OC)基因分析;成脂检测:油红脂肪细胞染色和定量,脂蛋白脂酶(LPL)和过氧化物酶增殖活化受体(PPARγ2) 基因分析.结果 在含有低剂量地塞米松的成骨诱导条件下,辛伐他汀随浓度增加促进了细胞基质的矿化,增强了ALP的活性及染色,提高了ALP和OC的基因表达(若无地塞米松,辛伐他汀则无法单独诱导成骨,此结果 未展示);同时,辛伐他汀随浓度增加减弱了脂肪细胞的油红染色,抑制了LPL 和PPARγ2的基因表达.显著性差异皆发生于10-6 mol/L和10-7 mol/L辛伐他汀组.结论 辛伐他汀随浓度增加抑制了老年骨髓基质干细胞的成脂分化,并中等强度地促进了老年骨髓基质干细胞的成骨分化.这表明辛伐他汀具有促进骨合成代谢的作用,可以用于治疗常见的骨代谢疾病,如增龄性的骨质疏松症.     

膝关节滑膜间质干细胞分离、培养及其多向分化潜能特性的研究

目的 探讨晚期骨关节炎患者膝关节滑膜间质干细胞(synovium-derived mesenchymalstem cells,SMSCs)体外分离、培养的可行性及其在体外向脂肪细胞、成骨细胞和软骨细胞定向分化的特性.方法 取膝关节滑膜组织,胶原酶消化获得有核细胞.挑选单细胞克隆,筛选获得SMSCs.流式细胞技术检测细胞表面特异性抗原标志.培养至第三代,分别向脂肪细胞、成骨细胞和软骨细胞诱导分化.油红O染色鉴定向脂肪细胞分化;碱性磷酸酶染色、茜素红染色鉴定向成骨细胞分化;甲苯胺蓝染色鉴定向软骨细胞分化.RT-PCR检测脂肪细胞、成骨细胞标志基因.Ⅱ型胶原免疫组化染色检测软骨细胞Ⅱ型胶原的表达.结果 原代SMSCs体外培养呈葵花样细胞集落,传代后可见圆形巨噬样细胞和纺锤形成纤维样细胞,融合后呈成纤维细胞样生长.CD44、CD90呈阳性,CD34、CD71和CD45呈阴性.向脂肪细胞诱导21d,油红O染色阳性;RT-PCR检测有脂蛋白酶、乙二腈及PPARγ2表达;向成骨细胞诱导7、28 d,ALP,茜素红染色阳性,有ALP、Osteopontin及Osteocalcin表达;向软骨细胞诱导21d,甲苯胺蓝染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性.结论 晚期骨关节炎患者膝关节滑膜组织可以分离、培养获得SMSCs. SMSCs具有向脂肪细胞、成骨细胞和软骨细胞发生定向分化的潜能.     

猪滑膜源性MSCs体外多向分化潜能的研究

目的 体外分离培养猪滑膜源性MSCs(synovium-derived MSCs,SMSCs),探讨其在体外多向分化潜能.方法 2月龄长枫杂交猪3头,雌雄不限,体重8～10kg.取猪膝关节滑膜组织分离SMSCs并行原代及传代培养,待第3代SMSCs长满培养皿后,吸去基础培养液,分别加入特定培养液进行成软骨、成骨、成脂诱导分化,作为实验组;以基础培养液培养作为对照组.成软骨诱导21 d后行甲苯胺蓝染色、免疫组织化学染色和实时荧光定量PCR检测;成骨诱导10 d后行ALP染色检测,21 d后行茜素红染色检测;成脂诱导21 d后行油红O染色检测.结果 SMSCs培养24 h后细胞形态细长或呈多角形;48 h后细胞数量增多;72 h后可见大量纺锤形细胞,其间散在分布少许小圆形细胞.实验组成软骨诱导21 d后甲苯胺蓝染色早阳性,细胞外有蛋白多糖(Aggrecan)形成;免疫组织化学染色示特异软骨基质ColⅡ表达;实时荧光定量PCR检测示Col Ⅱ A1、Aggrecan、SOX9 mRNA表达量与对照组比较,差异有统计学意义(P＜0.05).成骨诱导10 d后ALP染色阳性,21d后茜素红染色阳性,有钙结节形成.成脂诱导21 d后油红O染色示细胞内有脂滴形成.对照组除ALP染色观察呈弱阳性外,余染色均呈阴性.结论 猪膝关节滑膜组织可分离获取SMSCs,其在体外具有向成软骨、成骨、成脂多向分化潜能,有望成为组织工程种子细胞来源.     

正常和去势大鼠胫骨皮质机械性显微损伤的比较研究

目的 观察骨质疏松病理状态对机械性显微损伤产生和修复的影响.方法 SD大鼠去势和假手术后3个月在右胫骨钻孔造成机械性损伤,分别在钻孔后1、2、4周后取材,进行标本碱性品红染色,制作50 μm厚切片在光镜和荧光显微镜下观察,并利用BIOQUANT图像分析软件对显微损伤进行定量分析.结果 镜下观察发现损伤呈现片状的弥散性损伤和线性裂纹.对线性裂纹的统计学分析发现,裂纹的数量密度和长度密度在去卵巢组明显地高于假手术组(P<0.01).对弥散性损伤的统计学分析发现:去卵巢组的损伤骨表面的比率明显高于假手术组 (P<0.05);损伤面积比在两组之间的差异没有统计学上的差异(均为P>0.05).随着时间的延长,弥散性损伤和线性裂纹都有逐渐减少的倾向,其中损伤面积比在各组的不同时间点之间存在着统计学上的差异(P<0.01).结论 在雌激素缺乏导致的骨质疏松骨上,植入物可产生更多的显微损伤.随着时间的延长,这些显微损伤可逐渐修复.     

AMPK信号通路对骨代谢的调节作用

最近越来越多的证据显示骨质疏松症可能与肥胖症类似,也与能量代谢紊乱相关。而腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)是维持细胞能量平衡以及调节多种代谢相关激素的重要分子,AMPK激活后可以开启分解代谢通路以产生更多的ATP,同时会关闭合成代谢通路以减少ATP的消耗。已知AMPK不仅能被脂肪细胞分泌的脂联素和瘦素激活,还能被抗糖尿病类药物二甲双胍和噻唑烷二酮类激活,而这些脂肪因子和药物都能影响骨代谢,同时最近的研究也表明AMPK信号通路对骨代谢有调节作用。体外激活AMPK可以影响成骨,基因敲除AMPKα或β亚基会使小鼠骨量降低,骨形成和骨吸收同时增加但伴有骨重建的负平衡,但是其中涉及的具体机制并不明确。本文就AMPK的结构和功能、在骨组织细胞中的作用、与成骨成脂分化平衡的关系作一综述,并分析AMPK通路作为骨质疏松症潜在治疗靶点的可能性。     

关节假体表面壳聚糖季铵盐涂层的抗感染性能研究

目的 研制一种抑制细菌黏附和生物膜形成,同时具有良好骨生物活性的材料,用于关节假体表面涂层,以降低人工关节置换术后的感染率.方法 合成6%,18%和44%取代度的壳聚糖季铵盐,利用金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌检测其抗菌性能和对生物膜形成的影响,利用骨髓间充质干细胞检测其骨生物活性.共价交联法在钛金属表面制备壳聚糖季铵盐涂层.SD大鼠股骨下端髓腔内注射表皮葡萄球菌后分组植入涂层和未涂层钛棒,通过观察术后体温和体重变化,并进行血常规、X线摄片、微生物学及组织学检测分析涂层的抗感染性能.结果 壳聚糖季铵盐的抗菌活性随着其取代度的升高而增加;取代度为18%的壳聚糖季铵盐对于干细胞具有良好的生物相容性;而取代度为44%的壳聚糖季铵盐具有一定的细胞毒性.动物实验表明,取代度为18%的壳聚糖季铵盐涂层能有效防止表皮葡萄球菌引起的骨内感染.结论 中等取代度（18%）壳聚糖季铵盐兼具较强的抑菌能力和较好的骨生物活性,具有作为关节假体表面抗感染涂层的应用前景.     

生物玻璃-纳米羟基磷灰石梯度涂层的制备及检测

目的研究生物玻璃-纳米羟基磷灰石梯度涂层(BG-nHA)的表征以及涂层与钛合金(Ti-6Al-4V)之间的结合能力。方法用低温烧结法在钛合金表面制备生物玻璃-纳米羟基磷灰石梯度涂层,通过SEM、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、红外傅利叶变换分析仪(FITR)等对涂层表征进行检测,材料在Tris-HCL缓冲液中行浸泡试验,依据ISO13779-4:2002标准用抗拉试验测试梯度涂层在浸泡前后与金属基质之间的结合强度,同时测定涂层材料释放的离子和丢失重量。结果电镜结果显示梯度涂层呈多孔状,表面分布均匀的杆状纳米羟基磷灰石晶体,基底部与钛合金形成致密结合,未发现细微的裂纹。抗拉试验显示梯度涂层与钛合金结合强度达到(39.7±4.4)MPa。随着浸泡时间的延长,涂层材料的重量有部分丢失,释放的离子逐渐增加。结论采用低温烧结法可以制备生物玻璃-纳米羟基磷灰石梯度涂层,这种加入生物活性玻璃的梯度涂层可以加强涂层与钛合金的结合能力。