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雌激素调节Eph/Ephrin在破骨细胞分化中的作用以及与绝经后骨质疏松的关系
目的 探讨雌激素调节Eph/Ephrin在破骨细胞分化中的作用以及与绝经后骨质疏松的关系.方法 ①使用雌激素和雌激素拮抗剂连续8d培养RAW264.7破骨细胞,提取蛋白质及RNA,检测Epl/Ephrin信号通路.②经RANKL连续诱导8d假手术(Sham组)和卵巢摘除骨质疏松(OVX组)小鼠破骨细胞,提取蛋白质及RNA,检测Eph-rinB2变化.③向OVX组破骨细胞添加EphrinB2配体EphB4-Fc片段,检查抗酒石酸酸性酶(TRAP)和破骨细胞标志物.④经RANKL诱导OVX组及Sham组破骨细胞,观察EphrinB1变化,向OVX添加EphrinB1配体EphrinB2-Fc片段,检查TRAP及破骨细胞标物.结果 OVX组TRAP阳性细胞数较Sham组多;比较EphrinB2水平,雌激素拮抗组＜对照组(添加可溶IgG-Fc蛋白)＜激素组,OVX组＜Sham组;OVX组在加入EphB4-Fc片段后TRAP阳性细胞减少,破骨细胞标志物水平降低,差异均有显著性(P＜0.05).结论 雌激素调节EphrinB2水平参与破骨细胞分化,经EphB4-Fc片段处理可抑制绝经骨质疏松破骨细胞,起到治疗作用.
关键词： 绝经骨质疏松 破骨细胞 雌激素 Eph/Ephrin -
补肾中药对破骨细胞骨吸收功能的影响
目的:探讨补肾中药对破骨细胞(osteoclast,OC)骨吸收功能的影响.方法:取新生(出生24h内)SD乳鼠四肢骨髓分离培养OC,实验组加入不同(高、中、低)剂量的补肾中药血清,对照组采用无中药血清,采用酶动力学法测定培养上清中抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase,TRACP)的活性;利用甲苯胺蓝对骨吸收陷窝染色并在图像分析仪下测定骨吸收陷窝的面积和数目.结果:补肾中药高、中剂量组均降低TRACP活性,减少骨片上骨吸收陷窝的面积及数目,与空白对照组比较差异有显著性意义(P＜0.01),高、中剂量组间比较差异有显著性意义(P＜0.05),以中剂量组作用为明显.结论:补肾中药可降低破骨细胞培养上清中的TRACP活性,减少骨吸收陷窝面积及数目,达到抑制破骨细胞的骨吸收功能目的.
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雌性大鼠过量运动的破骨作用效应观察
目的:通过雌性大鼠的长期递增负荷跑台运动,观察过量运动对骨代谢的破骨作用效应.方法:108只3月龄雌性大鼠随机分为6组,分别进行4、9、11、13、15、17周的递增负荷运动(T4、T9、T11、T13、T15、T17组,每组10只大鼠),并设立同期对照组(每组8只大鼠).以DEXA仪测定大鼠全身BMD值;以放免法测定血清雌二醇(E2)水平;以ELISA法测定大鼠血清巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、骨保护素(OPG)等细胞因子的水平.结果:大鼠BMD结果显示,T4组显著高于同期对照组,T15及T17组显著低于同期对照组.各运动组雌激素水平呈现逐渐降低趋势,T13、T15、T17组差异有显著性意义.血清细胞因子的结果显示,在整个运动过程中,TNF-α明显高于对照组;OPG在运动后半程显著低于对照组;GM-CSF与对照组差异不明显.结论:17周递增负荷训练后,大鼠出现以破骨作用占主导地位的骨代谢改变,BMD下降.
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不同频率振动应力对RAW264.7细胞体外分化的影响
目的:观察不同频率振动应力对RAW264.7细胞诱导分化及活性的影响.方法:应用复合振动仪将不同频段3-10Hz、15-35Hz、35-45Hz、50-70Hz和70-90Hz振动应变分别作用于体外诱导分化的RAW264.7细胞,振动应变加载6d时,通过抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色及鬼笔环肽染色检查破骨细胞形成情况,通过骨吸收陷窝分析比较各组破骨细胞活性的差异.结果:不同振动频率组形成TRAP染色阳性多核细胞数量均低于对照组,骨吸收陷窝计数亦较对照组少,差异均有显著性意义(P＜0.01).结论:不同频率振动应力均抑制RAW264.7细胞向成熟破骨细胞分化,且随着振动频率的增加抑制能力逐渐增强.
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不同频率振动应力对破骨细胞特异性基因及骨保护素/核因子κB受体活化因子配体表达的影响
目的:观察不同频率振动应力对RAW264.7细胞体外诱导分化过程中,其特异性基因及骨保护素(OPG)/核因子κB受体活化因子配体(RANKL)表达的影响.方法:应用复合振动仪,将不同频段3-10Hz、15-35Hz、35-45Hz、50-70Hz和70-90Hz振动应变分别作用于体外诱导分化的RAW264.7细胞,分别为B、C、D、E、F组,未进行振动干预组为A组,振动应变加载3天和6天时,应用RT-PCR方法检测破骨细胞特异性基因(TRAP、MMP-9和CATK)与OPG/RANKL的表达水平.结果:不同振动频率组破骨细胞特异性基因表达水平逐渐减低,同时B、C、D组逐渐上调OPG基因表达,而RANKL基因的表达逐渐下调.结论:不同频率振动应力均抑制RAW264.7细胞向成熟破骨细胞增殖分化.
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一氧化氮与骨代谢的关系
骨质疏松是指单位体积骨骼中的骨量减少,骨组织显微结构损害,导致骨脆性增加,骨骼的正常负载功能减弱,易于骨折的代谢性骨病[1].在骨质疏松的发病过程中,破骨细胞(osteoclast,OC)起着重要作用.
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脉冲式机械加载通过调节骨髓干细胞分化和降低炎性反应治疗颈椎病
颈椎病一种以退行性病理改变为基础的疾病。表现为颈椎椎间盘组织退行性改变及其继发病理,改变累及周围组织结构(神经根、脊髓、椎动脉、交感神经及脊髓前中央动脉等),并出现相应的影像学改变。在世界卫生组织( WHO)公布的《全球十大顽症》中,颈椎病排序第二,仅次于心脑血管疾病。在全球60多亿人口中,颈椎的患病人群高达9亿。目前我国报道该病的发病率为17.3%,全国有2亿多患者,其中80%颈椎病为轻型,虽有反复发作之苦,但愈后良好。15%留有后遗症,5%左右形成终身瘫痪,少数患者可猝死。脊髓型颈椎病是退行性颈椎病中较为常见的一种,其治疗可分为非手术治疗和手术治疗。非手术治疗包括休息制动、针灸推拿、牵引和药物(中药、西药)治疗等,仅仅起到缓解症状和改善功能的作用。手术治疗主要包括颈前路减压手术、颈后路减压手术及人工颈椎间盘置换术,但手术的难度大,危险性高,远期疗效也不能令人满意。所以临床迫切需要有更好的脊髓型颈椎病疗法。机械应力在骨的生长重建过程中起着重要的作用。骨组织在外力作用下产生的应力,可通过多种信号途径调节成骨细胞和破骨细胞的分化,实现骨组织的代谢平衡。文献报道机械加载可以通过调节骨代谢,促进骨重建,治疗相关疾病。但运用机械加载纠正异常颈椎骨重建治疗脊髓型颈椎病,国内外尚无相应研究。我们原创性的脉冲式机械刺激是以一定刺激频率进行的机械刺激,可以加速骨损伤愈合,促进骨生长,减轻骨关节炎的炎性反应。因此,我们拟使用脉冲性机械加载仪对颈椎病模型动物进行治疗,采用组织学观察颈椎修复情况,验证机械加载能否通过调节骨髓来源的干细胞,促进成骨细胞的分化并抑制破骨细胞发育,纠正异常颈椎骨重建,减缓炎症反应来治疗脊髓型颈椎病,并探究治疗过程中的骨重建分子机制。
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机械加载在骨质疏松小鼠治疗中的应用研究
骨质疏松是绝经后妇女的一种严重疾病,并容易导致骨折。前期工作表明,脉冲性机械加载可以促进小鼠骨生长和骨损伤愈合。然而,我们的原创性脉冲性脊柱机械加载对小鼠骨质疏松的改善作用尚需探索。使用绝经后骨质疏松动物模型卵巢切除( OVX)小鼠,我们验证假设：脊柱机械加载通过促进成骨细胞的分化和抑制破骨细胞的发育治疗骨质疏松。 C57BL/6雌性小鼠(14周龄)随机分为3组：假手术组,OVX对照组和脊柱机械加载组(n=10)。小鼠施行卵巢切除去势手术,术后1周进行腰椎机械加载(1N,10Hz,5min/d,5d/week)2周。实验前后分别测量全身骨密度。应用HE和TRAP染色进行股骨的组织形态学分析。收集实验动物的骨髓来源细胞观测破骨细胞发育和成骨细胞分化。结果显示,与假手术组相比,OVX组小鼠体重增加,子宫重量减少,骨密度显著下降,骨小梁体积分数(BV/TV)显著减少(均P<0.001)。与OVX小鼠相比,脊柱机械加载显著改善骨密度的降低( BMD P<0.05；BMC P<0.01),增加骨容量( BV/TV；P<0.001)。 TRAP组织学染色显示OVX组多核破骨细胞形成明显增加,加载后明显抑制活跃的破骨细胞数目。骨髓来源细胞培养显示,加载显著促进间充质干细胞向成骨细胞分化(P<0.001)。此外,脊柱加载显著降低破骨细胞形成、并抑制其迁移和粘附(均P<0.001)。本研究表明,脊柱加载通过促进成骨细胞的分化,同时抑制破骨细胞的发育,改善OVX导致的骨丢失。 BMD、BMC和BV/TV的降低证实卵巢去势导致小鼠骨量减少；TRAP组织学染色显示OVX卵巢去势通过激活破骨细胞导致骨吸收增强。机械加载通过抑制破骨细胞的发育纠正骨质疏松小鼠的骨量丢失,同时刺激成骨细胞的分化促进骨重建。脊柱机械加载为绝经后妇女骨质疏松提供了新的治疗手段。
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Salubrinal抑制小鼠破骨细胞发育和骨细胞凋亡
骨质疏松是一种以骨量减少和骨微结构破环为特征而导致骨折危险性增加的疾病。 Salubrinal是真核翻译起始因子2α( eIF2α)的选择性抑制剂,保护细胞免于内质网应激。前期工作表明salubrinal可促进骨损伤愈合,但是对骨丢失的作用尚需探索。本实验使用骨量减少的动物模型--鼠尾悬吊小鼠,验证以下假设：salubrinal通过抑制小鼠破骨细胞发育和骨细胞凋亡治疗骨质疏松。 C57 BL/6雌性小鼠(14周龄)随机分为3组：年龄对照组、鼠尾悬吊对照组和治疗组(n=20)。悬吊治疗组每天皮下注射salubrinal (1mg/kg),持续2周,鼠尾悬吊对照组小鼠注射同等体积的溶剂。实验前后分别进行骨密度测量。给药2周后处死小鼠,取左侧股骨固定,石蜡包埋。应用HE和TRAP染色进行股骨的组织形态学分析。收集右侧股骨和胫骨骨髓来源细胞以观测破骨细胞的发育状态。采用TUNEL染色检测骨细胞的凋亡情况。结果显示,与年龄对照组相比,鼠尾悬吊组小鼠骨密度显著下降(P<0.001),骨小梁体积分数(BV/TV)显著减少(P<0.001),表明骨量丢失动物模型建立成功；salubrinal显著改善骨密度的降低( P<0.05),增加骨容量( P<0.001)。 TRAP染色显示悬吊组小鼠多核破骨细胞形成明显增加(P<0.001),给药后明显抑制活跃的破骨细胞(P<0.001)。原代骨髓细胞培养发现鼠尾悬吊后破骨细胞活跃,而salubrinal能抑制破骨细胞的形成、迁移和粘附。鼠尾悬吊后,骨细胞凋亡增加,局部给药可显著减少骨细胞凋亡数目(P<0.05),改善失重性骨丢失。本研究表明,鼠尾悬吊通过激活破骨细胞的发育和促进骨细胞的凋亡导致骨质疏松,是一种成功的骨质疏松和骨量减少动物模型。 Salubrinal给药通过抑制破骨细胞发育减少鼠尾悬吊小鼠的骨量丢失,同时,给药后显著抑制了骨细胞凋亡,并使骨丢失趋势下降。然而,salubrinal抑制失重性骨质疏松的分子机制还有待进一步探讨。我们的研究为salubrinal治疗骨质疏松提供了有力理论依据。
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Salubrinal通过调节骨髓干细胞向破骨细胞分化治疗大鼠股骨头坏死
本研究采用大鼠股骨头缺血性坏死作为动物模型,观察Salubrinal是否能通过调节骨髓干细胞中破骨细胞的分化治疗大鼠股骨头坏死,以及股骨头的组织学修复情况。18只雄性SD大鼠随机分为假手术组、股骨头坏死模型组和Salubrinal药物治疗组。手术采用切断大鼠股骨头圆韧带及结扎股骨颈的方法造成股骨头缺血性坏死,使用Salubrinal(0.1mg/kg,1次/d)皮下注射,共治疗5周。采用HE染色方法评估组织学修复情况,TRAP染色评估骨组织内破骨细胞的活跃程度,骨髓细胞培养分析骨髓干细胞向破骨细胞分化情况。与假手术组相比,模型组大鼠的股骨头表面出现不同程度的缺损和塌陷；股骨头内骨小梁体积分数( BV/TV)显著降低(P<0.001)；TRAP染色提示股骨头内骨小梁表面破骨细胞数目增加(P<0.01)；骨髓来源细胞培养显示破骨细胞形成、迁移、粘附和骨片吸收能力均增强(均P<0.01)。与模型组比较,Salubrinal治疗组大鼠股骨头内的骨小梁体积分数明显升高(P<0.001)；股骨头内骨小梁表面破骨细胞数目基本恢复到正常水平(P<0.05)；骨髓来源的破骨细胞形成、迁移、粘附和骨片吸收能力基本恢复到正常水平(均P<0.01)。股骨头的缺血性坏死可以导致骨髓来源的破骨细胞发育异常活跃,股骨头组织内的骨吸收显著增强。 Salu-brinal通过抑制骨髓来源的破骨细胞分化和功能,减少股骨头的骨吸收,增强骨修复能力。本研究可以为寻求股骨头坏死治疗提供理论依据。
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脉冲性关节机械加载通过促进大鼠骨髓间充质干细胞偶联血管形成和骨形成
我们研发的脉冲性关节机械刺激是以一定加载频率对大鼠滑膜关节如肘、膝和踝进行的机械刺激,可以引起骨的相关合成代谢反应。前期研究证实,关节机械加载通过Wnt3 a/Lrp5、OPG等信号通路,诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化,调控血管内皮细胞并促使血管生成；同时抑制破骨细胞骨吸收,促进成骨细胞骨形成,使骨重建和血管重建偶联作用,治疗骨科相关疾病。例如,肘关节机械刺激能促进大鼠上肢尺骨和肱骨的纵向延长；膝关节机械刺激能够通过Wnt3 a/Lrp5等信号通路促进下肢骨生长和调整肢体长度,加速骨损伤的愈合,还能促进股骨颈的骨折愈合。并且,关节机械刺激还降低关节炎的炎性反应、修复关节损伤。因此,关节机械刺激是一种提高骨形成和软骨保护的有效手段。近期研究发现在股骨头缺血性坏死大鼠模型大鼠中,膝关节机械加载使股骨的骨密度和股骨头的骨小梁体积分数明显升高,骨髓来源的成骨细胞和成纤维细胞分化能力明显增强；同时,股骨头内血管面积和血管密度明显增加。另外,相关性分析发现,股骨头缺血性坏死模型中血管面积与骨矿密度、骨矿含量和骨小梁体积分数呈明显的正相关(相关系数分别为：r=0.901,0.918和0.924)；血管密度与骨矿密度、骨矿含量和骨小梁体积分数也呈明显的正相关(相关系数分别为：r=0.891,0.898和0.920)。本课题证实大鼠股骨头缺血性坏死是由于局部缺血引起微循环障碍,破骨细胞活跃,骨吸收增强,进而导致股骨头坏死。膝关节机械加载通过促进股骨头缺血性坏死大鼠的骨髓间充质干细胞分化,引起血管重建,增加坏死部位的血流供应及血管再生,进而抑制破骨细胞的骨吸收,增强成骨细胞分化的骨形成,使坏死的股骨头得到明显修复。总之,股骨头缺血性坏死大鼠模型验证脉冲性关节机械加载的治疗机制是通过促进骨髓间充质干细胞同时作用于血管重建和骨重建,表明血管生成和骨形成密切相关。本项目为相关骨科疾病的治疗开辟了新思路。
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骨重建与能量代谢共调节机制的研究进展
骨骼是一个动态活性组织,它通过持续性重塑来维持其矿化平衡及自身的结构完整.在骨重塑的过程中,骨骼能协调成骨细胞、骨细胞和破骨细胞之间的活性,保持着骨重塑过程的动态耦联平衡,其中成骨细胞(骨形成功能)和破骨细胞(骨吸收功能)在骨重塑过程中起关键作用.由于骨组织破坏以及随后骨形成均需要能量消耗,故已有学者提出骨重建与能量代谢共调节假说[1,2],然而其具体的机制目前尚未阐明.本综述旨在从骨骼内分泌角度,分析骨重建与能量代谢共调节机制的研究进展.
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双胞胎同患石骨症的护理
恶性型(幼儿型)石骨症是较为少见的遗传病,该病由于破骨细胞缺乏或功能的缺陷,使骨骼石化,质地脆弱,骨髓腔变小,继之髓外造血增强,血小板减少,易发生出血坏死.[1]临床常见进行性贫血;反复感染且缠绵难愈;病理性骨折;也可由于颅骨的一些孔隙变小导致脑积水或压迫神经而致失明或失聪.[2]我科收治过一对双胞胎同患石骨症的患儿,现将护理体会介绍如下.
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静脉输液时间对锝亚甲基二膦酸盐注射液所致静脉炎的影响
锝[99Tc]亚甲基二膦酸盐注射液(99Tc-MDP),是一种用于治疗自身免疫性疾病的同位素治疗制剂,其作用机制是通过低价锝清除体内自由基,防止免疫复合物的形成,保护超氧化物歧化酶活性,减少白细胞介素-1的产生.此外,亚甲基二膦酸盐还能抑制前列腺素的产生和金属蛋白酶的活性,阻止关节软骨的破坏.锝与亚甲基二膦酸盐螯合后有免疫抑制作用,对骨关节部位具有显著的靶向性,能明显抑制破骨细胞的活性,修复破坏的软骨组织其抗炎、镇痛、免疫调节和促进软骨修复作用已得到肯定和广泛的应用[1].但我们在临床使用中发现部分患者在静脉输注过程中有不同程度的静脉炎发生,为了解静脉输液时间对99Tc-MDP所致静脉炎的发生率和严重程度的影响,从而选择佳输液速度,减少静脉炎的发生,我们对应用99Tc-MDP治疗的患者进行随机分组进行前瞻性研究.
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多发性骨髓瘤骨病发病机制及靶向治疗的研究进展
多发性骨髓瘤(MM)是一种无法治愈的恶性克隆性浆细胞肿瘤,多发性骨髓瘤骨病(MBD)是其常见的并发症之一,其临床表现为严重的骨痛、病理性骨折、椎体压缩性骨折等骨相关事件.其发病机理是破骨细胞(OC)活性增强及成骨细胞(OB)功能受抑制导致广泛溶骨性病变,严重影响患者的生活质量.近年来对MBD发病机制的认识及治疗均取得了新进展,现就对骨髓瘤骨病发病机制及靶向治疗新进展作一综述,为临床治疗MBD提供参考.
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骨骼细胞因子与糖尿病性骨质疏松的关系
骨质疏松症（ osteoporosis ，OP）是一种常见的代谢性骨病，其特征为骨量减少和骨组织微结构破坏，骨骼脆性增加和骨折风险增大。糖尿病是一种糖、脂代谢异常综合征，长期慢性高血糖致骨形成和骨微环境发生整体性的改变，易合并骨代谢异常及骨质疏松。根据文献报道糖尿病性骨质疏松发病率为38.3％～71％，其发病机制可能与胰岛素的缺乏或作用不足引起体内物质代谢障碍，大量蛋白质和氨基酸被消耗，骨组织内糖蛋白和Ⅰ型胶原合成减少、分解增多，导致骨基质减少有关；其次，胰岛素缺乏引起1，25二羟维生素D3合成减少，抑制成骨细胞分泌骨钙素［1］。此外，长期高血糖刺激破骨细胞，引起钙磷镁代谢紊乱，甲状旁腺激素（ PTH）反馈性增生，使溶骨作用增强也可导致骨质疏松症。目前研究发现骨骼作为一种内分泌器官，分泌一些活性细胞因子。这些因子不仅参与骨质疏松的发病机制，而且在糖尿病的病理生理中发挥重要作用。本文就糖尿病性骨质疏松发病机制中骨骼因子的研究现状作一综述。
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骨保护素与糖尿病及其大血管病变的关系
骨保护素(osteoprotegerin,OPG)为肿瘤坏死因子受体超家族的一员.在骨组织代谢中,OPG通过抑制破骨细胞的形成、分化、存活并诱导其凋亡和调节骨组织重塑来增加骨密度和骨强度,是公认的强效抗骨吸收因子.近年来一些研究发现糖尿病患者,特别是合并大血管病变的亚组,血中OPG水平增加,由于动脉钙化也是糖尿病大血管病变的主要表现之一,其发生过程与骨形成的生物学特征相似,因此有理由推测:OPG作为一重要的血管调节因子,可能与糖尿病及大血管病变的发生、发展密切相关.本文就近期这方面的研究进展作一综述.
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鞘糖脂对破骨细胞、成骨细胞形成及溶骨性骨病的影响
鞘糖脂位于细胞膜脂质双分子层,是构成哺乳动物细胞膜的必需成分之一,并且在不同组织,甚至同一细胞不同间期组成成分是不同的;其生物学功能非常复杂.很多研究发现组织器官中鞘糖脂的异常分泌与各类疾病具有显著的相关性,因此鞘糖脂已成为近年来研究的热点问题.近研究表明鞘糖脂在破骨细胞、成骨细胞形成过程中以及多溶骨性骨病的发生发展及治疗过程中都具有至关重要的作用.本文将对鞘糖脂在破骨细胞、成骨细胞形成过程中的作用机制以及溶骨性骨病的发生发展及治疗过程中的作用机制作一综述.
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间充质干细胞在治疗骨折和骨质疏松中的潜在价值
在发育期间,有二种不同的机制决定着骨的形成.大部分骨骼来自软骨内骨化(endochondral ossification,使软骨结构生成一个为成骨细胞浸润和分泌骨性介质的骨架的过程).膜内骨(intramembranous bone)来自间充质性凝聚物(mesenchymal condensation)的从头形成.这种间充质性凝聚物可以分化为成熟的成骨细胞以构建颅骨.发育性骨塑造的这些机制随着青春期生长的完成而停止;当骨的活性集中于维持和修复时,标志着向成年骨塑造的转换.合适的骨塑造依赖于骨中三种主要细胞(破骨细胞、成骨细胞和骨细胞)间的一种平衡.
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骨桥蛋白在变态反应性疾病中的作用
骨桥蛋白(osteopontin,OPN)是早期在骨组织中发现的一种基质蛋白,具有调节钙离子浓度的作用[1] .后来发现OPN 还存在于肾、肺、肝、胰腺、膀胱及骨细胞、破骨细胞、内皮细胞、血管平滑肌细胞、活化的T 细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞和多种肿瘤细胞中,参与组织修复、肿瘤转移和炎症发生的过程.
