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淫羊藿总黄酮对去势大鼠骨折原始骨痂发生的影响及其机制
目的:探讨淫羊藿总黄酮对去势大鼠骨质疏松性骨折愈合中骨痂形成的影响.方法:选取40只6~8周龄,体重209~246 g的雌性SD大鼠,采用钢锯截断加克氏针髓内固定法,建立去势大鼠股骨中段骨质疏松性骨折模型.按随机数字表法随机分为淫羊藿总黄酮组和对照组,每组20只.淫羊藿总黄酮组给予淫羊藿总黄酮150 mg·kg-1·d-1,对照组给予等量生理盐水口服.在干预6周后,使用双能X线骨密度仪检测股骨BMD,使用Micro CT系统测量骨痂的骨体积、骨体积分数、骨小梁厚度、骨小梁数量及骨小梁分离度等参数.采用HE染色技术观察两组骨痂愈合进程中的骨痂组织形态学差异,采用免疫组织化学染色技术检测骨痂处酪蛋白激酶2相互作用蛋白1(casein kinase 2 in-teracting protein 1,CKIP 1)的表达量.采用RT PCR技术检测两组骨痂样本中骨特异性转录因子2(runt related tran-scription factor 2,Runx2)表达量,采用3点弯曲力学方法测量骨痂处大载荷值.结果:干预6周后,淫羊藿总黄酮组骨密度为(129.4±3.1)mg/cm2,与对照组的(117.3±3.3)mg/cm2比较差异有统计学意义(t=-4.6288,P<0.001);Micro CT扫描结果显示,淫羊藿总黄酮组和对照组在骨痂骨小梁数量、骨痂体积、骨痂体积/总体积、骨小梁分离度和骨小梁厚度方面比较差异有统计学意义(P<0.05).200倍和400倍光镜下骨痂HE染色切片,见骨小梁微结构参数与骨痂Micro CT扫描结果趋势一致,同时发现淫羊藿总黄酮组软骨细胞骨化水平明显高于对照组.骨痂中Runx2因子RT PCR检测结果显示,两组的Runx2 mRNA相对表达量差异有统计学意义(P<0.001).400倍镜下观察骨痂中CKIP 1蛋白免疫组化检测结果显示,淫羊藿总黄酮组和对照组CKIP-1蛋白阳性表达数分别为9.30±1.16,40.50±1.08,差异有统计学意义(t=-62.26,P<0.001).骨痂生物力学结果显示,淫羊藿总黄酮组和对照组大载荷分别为(98.37±9.64)、(68.45±6.07)N,差异有统计学意义(t=6.4334,P<0.001).结论:淫羊藿总黄酮可以促进去势大鼠骨质疏松性骨折愈合过程中成骨细胞骨形成能力和软骨骨化能力,促进原始骨痂的形成,增强骨折愈合强度,而其促进骨愈合和增强骨折愈合强度可能是通过调节CKIP-1蛋白来实现的.
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益气化瘀方对膝骨关节炎小鼠模型异位软骨内成骨的影响
目的:探讨益气化瘀方对膝骨性关节炎模型小鼠异位软骨内成骨的影响.方法:12周龄C57BL/6雄性小鼠30只,随机分为假手术组、模型组和益气化瘀方组,每组10只.模型组和益气化瘀方组小鼠通过左膝关节行内侧半月板及前交叉韧带离断术诱导膝骨关节炎,并分别给予0.9％氯化钠溶液和益气化瘀方(0.1mL/10g)灌胃.8周后收集小鼠血清和左侧膝关节.组织学染色观察左侧膝关节异位软骨内成骨情况.免疫组织化学染色观察ColⅡ、ColX、RUNX2、1L-1 β的表达情况,ELISA法检测血清IL-1 β水平.结果:与模型组比较,益气化瘀方组膝关节半月板钙化和骨赘形成明显减轻,半月板中ColⅡ表达增加,ColX、RUNX2表达降低,小鼠血清中和异位骨化处IL-1 β表达均下调.结论:益气化瘀方可以抑制膝骨性关节炎模型小鼠异位软骨内成骨,可能与抑制IL-1β表达有关.
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骨髓基质干细胞的研究进展
骨修复是骨科的基本问题,因创伤、股骨头坏死和骨组织手术等所导致的骨缺损常常需要植骨愈合.自体骨移植带来供骨部位并发症,异体骨移植存在排斥反应,两者骨来源都有限.关节软骨损伤不能自行修复,软骨移植因为来源有限和塑形困难,不能广泛使用.体内骨修复过程包括:血肿形成,化学信号趋化骨源性干细胞并促其分化,软骨内成骨.体外人工模拟这一过程,包括三方面因素:调控信号、细胞、细胞外基质.
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全身性高频率低能量振动对骨折软骨内成骨过程的影响
目的 探讨全身性高频率低能量振动对骨折愈合过程中软骨内成骨的促进作用.方法 建立大鼠闭合性股骨骨折髓内固定模型(n=72)并随机分为治疗组和对照组.治疗组行高频率低能量振动(35Hz,峰振幅0.3重力加速度)治疗,对照组则行假治疗.治疗后1、2及4周取材行组织形态计量学和免疫组织化学研究,并采用实时荧光定量PCR对与软骨内成骨相关的基因表达进行定量研究.结果 治疗组早期骨痂内的软骨成分和Ⅱ型胶原表达均高于对照组.随着骨折愈合,治疗组软骨成分迅速减少,并伴有Ⅰ型胶原表达的显著提升.骨形态发生蛋白-2、转化生长因子-β1和血管内皮细胞生长因子的基因表达在治疗组均得到不同程度的提升.结论 高频率低能量振动可刺激软骨生成和软骨内骨化,从而促进骨折愈合中的软骨内成骨.
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SOX9家族在软骨细胞生命周期的调控作用
构成肢体的大部分骨骼是经软骨内骨化的方式发生的,从骨髓间充质干细胞分化为成熟软骨细胞的过程中,众多转录因子参与了调控,其中SOX9家族发挥着重要的调节作用.SOX9通过与DNA特定区域结合,促进问充质细胞聚集,维持软骨细胞增殖,抑制其向肥大软骨细胞分化.L-SOX5,SOX6共同参与了SOX9调控的软骨内成骨过程,起协同作用.本文就这三种SOX蛋白参与的软骨内调控WOE制及作用进行综述.
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转化生长因子β信号与软骨的发生、发育和维持
转化生长因子β(transforming growth factor β, TGF-β)超家族包括其配体、配体拮抗分子、受体、信号转导分子等信号通路,在软骨分化、增殖、成熟等各个阶段均具有重要功能.基因组相关研究显示,TGF-β家族成员与骨关节炎中软骨的退变紧密相关.本研究拟从TGF-β信号调节软骨的发生、生长板的发育、关节的形成以及关节软骨的发生和发展等方面进行综述,认识TGF-β信号在软骨形成过程中的作用和机制,以期为更好地维持软骨健康,为骨关节炎的研究和治疗提供思路和方法.
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骨质疏松性骨折膜内成骨和软骨内成骨特点的定量研究
目的 通过去势大鼠骨折模型,探讨骨质疏松性骨折愈合过程中膜内成骨和软骨内成骨的特点.方法 57只6月龄雌性SD大鼠,随机分为卵巢切除组(OVX)和对照组(SHAM),术后3个月pQCT随访观察到OVX组的骨密度(BMD)显著下降.随后OVX组和SHAM组均构建闭合性股骨骨折模型,每周摄X线片随访骨折愈合情况并行骨痂定量分析.第2、4、8周取材,行显微CT(micro-CT)三维骨痂定量分析和组织学分析,并于第8周采集标本进行生物力学测试.结果 SHAM组膜内成骨的新生骨量在骨折愈合早期显著高于OVX组(P=0.031),骨折区域的软骨形成也较OVX组活跃,但未构成显著性差异.随着软骨内骨化的进行,SHAM组软骨内成骨区域的新生骨量显著高于OVX组(P=0.023).骨折后8周时,SHAM组骨折愈合率高于OVX组,生物力学强度也明显优于OVX组(P=0.044).结论 骨质疏松对骨折愈合中膜内成骨和软骨内成骨的过程均产生负性作用,其分子生物学机制有待进一步探讨.
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自噬在软骨内成骨中的调控作用研究进展
哺乳动物的骨发生有两种不同的形式,一种是膜内成骨,另一种是软骨内成骨,后者是骨骼形成的主要方式.软骨内成骨是由间充质细胞先分化为软骨,随着血管的产生,软骨逐渐被骨组织取代,此过程受到一系列激素及生长因子相互作用、相互调节的严密调控.骨骺生长板中的软骨细胞分裂、成熟、肥大是软骨内成骨的关键过程.自噬是一种广泛存在于细胞中的高度保守的细胞降解代谢途径,利用溶酶体降解胞内物质,重复利用大分子的过程.缺氧和营养缺乏的内环境能使自噬活性相关控制基因激活,大量吞噬溶酶体形成,提高自噬水平.生长板无血管的结构使得位于生长板中间的软骨细胞处于氧气和营养物质相对缺乏的内环境中,对氧气和营养物质较敏感,自噬活性改变,产生相应的调控作用.近年来,不仅白噬在癌症、衰老、中枢神经系统损伤等领域的研究取得了较大进展,学者们对自噬在软骨细胞中的作用及其机制给予广泛关注,发现自噬有利于软骨细胞的生存与细胞外基质的降解.本文主要从自噬调控软骨内成骨的作用及相关调控因子,对自噬在软骨内成骨中的调控进行相关综述,以期能对相关骨代谢性疾病的治疗提供新的思路.
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SOX9、L-SOX5、SOX6及Ⅱ型胶原在青少年特发性脊柱侧凸患者顶椎终板软骨的共表达及意义
目的:观测SOX9、L-SOX5、SOX6及Ⅱ型胶原在青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)患者顶椎终板软骨中的表达,探讨其与AIS发生、发展的关系.方法:12例AIS患者,每例在前路手术时截取顶椎终板软骨1份,每份标本均包含凸侧与凹侧.切片行HE染色观察其组织细胞形态;行免疫组织化学染色,应用病理图像分析系统观测凸侧与凹侧的SOX9、L-SOX5、SOX6及Ⅱ型胶原表达的阳性细胞数和累积光密度(IOD),并计算这4个因子表达的相关性.结果:HE染色显示终板软骨有类似四肢长骨骺板样软骨内成骨组织形态.与凹侧比较凸侧显示了更强的软骨细胞活性.凸侧SOX9、L-SOX5、SOX6及Ⅱ型胶原表达的阳性细胞数和前三者的IOD值均明显大于凹侧,差异均有显著性(P＜0.05),凸侧Ⅱ型胶原表达的IOD值与凹侧比较无显著性差异(P＞0.05).4个因子表达的阳性细胞数之间的相关系数为0.46～0.91(P＜0.05),IOD之间为0.64～0.98(P＜0.05).均呈正性相关.结论:AIS患者顶椎凸侧与凹侧终板软骨的组织形态学及SOX9、L-SOX5、SOX6和Ⅱ型胶原的表达均存在差异,其可能是脊柱不同部位间机械应力差异下的继发性变化;4个因子的共表达异常触发AIS的可能性小.
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生物力学因素对椎体生长板的影响和临床意义
终板是脊椎的重要组成部分,在生长期,又被称为椎体生长板,在青春发育期前发挥着与长骨骨骺相同的作用,是脊柱纵向生长的重要结构.它以软骨内成骨的方式使脊柱纵向生长,但是其软骨细胞的排列并不具备长骨骨骺的典型分层结构.生物力学因素在椎体的生长发育过程中起重要作用,尤其是张应力和压应力的互相结合,影响椎体生长板的生长,进而引起椎体畸变.此方面研究对临床工作具有指导意义,现将生物力学因素对椎体生长板的影响作一综述.
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软骨内成骨的调控
骨骼的纵向生长不仅需要激素的调节,同时也需要旁分泌的局部调节因子的调节,因而调节因子可分为系统性调节因子和局部调节因子.系统性调节因子包括生长激素、甲状腺素、雌激素、雄激素、维生素D3、视黄酸及皮质激素等.局部调节因子包括骨形态发生蛋白(BMPs)、成纤维细胞生长因子(FGFs)、Ihh/甲状旁腺素相关肽(PTHrP)及类视黄醇等,它们与核内转录因子相互作用,调节与控制软骨内成骨的进程.现对近年来软骨内成骨的主要调节因子研究综述如下.
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影像学新技术在耳硬化症诊断中的价值
1前言
耳硬化症是颞骨常见的骨性病变，首先影响镫骨底板附近的软骨内成骨来源的骨质。尽管文献常常提到代谢、遗传等因素与耳硬化症的发生有关，但越来越多的证据显示，耳硬化症是有遗传倾向的、与麻疹病毒感染耳囊特定区域骨细胞密切相关的炎性疾病[1,2,3]。 -
TGF-β超家族分子在软骨内成骨中的作用
转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)超家族分子包括TGF-β、骨形态发生蛋白(BMP)等30多个成员.它们在软骨组织分布广泛,在软骨内成骨的各个阶段皆具有重要功能.TGF-β分子可以促进软骨细胞细胞外基质合成,抑制软骨细胞的肥大分化和矿化.BMP分子可以诱导间充质细胞分化为软骨细胞,促进合成细胞外基质,抑制软骨细胞的终末分化.另外,TGF-β、BMP分子可以和IHH-PTHrP信号通路相互作用协调软骨细胞分化,BMP和FGF分子相互拮抗控制软骨细胞增殖、IHH分子表达和软骨细胞的终末分化.但是,TGF-β超家族分子在软骨内成骨中的详细作用机制仍需进一步的研究来阐明.
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转录因子Sox9调控软骨发育的研究进展
骨的发育主要有膜内成骨和软骨内成骨两种形式,其中软骨内成骨是体内大部分骨骼包括四肢骨、脊椎骨、颅底骨和一部分锁骨的发育形式.软骨内成骨包括软骨发生和生长板发育阶段.在软骨发生阶段,间充质干细胞分化为软骨细胞形成软骨原基.软骨原基是未来骨骼的雏形,原基内的软骨细胞有序分化、增殖和排列形成典型的生长板结构.软骨生长板在结构上包含4个分区:即静息区、增殖区、前肥大区和肥大区.静息区软骨细胞体积小呈圆形,细胞排列紧密,增殖少而且分化不成熟,表达Ⅱ型胶原蛋白(Col2a1).增殖区软骨细胞分裂旺盛,细胞扁平呈柱状排列.前肥大区为软骨细胞由增殖区向肥大区的过渡阶段.肥大区软骨细胞停止增殖进入终末分化阶段,细胞体积变大分泌一些特定的软骨基质如X型胶原蛋白(ColX)等.终末分化的软骨细胞后发生生理性死亡,同时伴有成骨细胞、破骨细胞和血管侵入,成骨细胞分泌的骨基质终取代软骨基质实现骨化.一系列的研究表明软骨内成骨受到多因素、多层次严格有序的调控,如全身性的生长激素和甲状腺素;软骨细胞分泌的Wnts、BMP、FGF、IGF和Ihh-PTHrp等信号[1].这些信号通过激活多种转录因子启动一系列基因表达,终使软骨内成骨协调有序进行.近年来的研究表明,转录因子Sox9参与调控软骨内成骨的多个阶段的发育过程,包括软骨发生、生长板内软骨细胞的成熟、肥大等过程,本文就Sox9基因调控软骨发育的新研究进展进行综述.
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C-型利钠肽与骨龄变化
C-型利钠肽(C-type natriuretic peptide,CNP)是在软骨内成骨过程中具有重要作用的多肽类物质,在软骨内成骨过程中发挥重要作用,主要通过CNP内源性配体系统发挥其成骨作用.由于CNP在软骨内成骨中的特殊作用,渴望通过检测CNP来r解成骨状况及建立骨龄评估的新方法,将为临床骨龄评估提供一种更科学简便的检测手段,即通过血液检测,就可以判定和评价儿童骨骼的发育状况,可为临床及运动医学提供更科学准确的评估指标.
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自体释氧纳米仿生支架复合软骨细胞构建颞颌关节
背景：将自体释氧纳米仿生支架复合软骨细胞在模拟微重力下复合培养构建的活性组织工程骨，不仅具有优良成骨的潜在特性，而且具有自体释氧功能，能有效防止早期血管化不足缺氧导致的移植失败。目的：观察自体释氧纳米仿生支架复合软骨细胞修复不同类型颞颌关节髁状突骨折的效果。
方法：将30只SD大鼠随机分为3组，每组10只，其中1组为正常对照，实验1组建立颞颌关节髁状突纵行骨折模型，植入自体释氧纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架与软骨细胞；实验2组建立颞颌关节髁状突横断骨折模型，植入自体释氧纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架与软骨细胞。植入后1，3，6周，采用免疫荧光法检测增殖细胞核抗原阳性细胞数，使用TUNEL法检测软骨细胞凋亡情况，采用RT-PCR方法检查软骨内成骨标志物Ⅱ型胶原、促软骨形成基因、血管内皮生长因子的表达。
结果与结论：①实验1组、实验2组不同时间点的增殖细胞核抗原阳性细胞数高于正常对照组(P<0.05)，植入后3，6周的软骨细胞凋亡数低于正常对照组(P<0.05)，植入后3，6周的Ⅱ型胶原、促软骨形成基因、血管内皮生长因子表达高于正常对照组(P<0.05)；②实验1组植入后3，6周的增殖细胞核抗原阳性细胞数低于实验2组(P<0.05)，植入后3周的软骨细胞凋亡数低于实验2组(P<0.05)，植入后3，6周的Ⅱ型胶原、促软骨形成基因、血管内皮生长因子表达高于实验2组(P<0.05)；③结果表明：自体释氧纳米仿生支架复合软骨细胞修复不同类型颞颌关节髁状突骨折有着一定的差异性。 -
亲骨荧光素间接标记软骨内成骨的早期血管新生
背景:虽然当前有多种方法可以观察和检测软骨内成骨早期血管新生,但是均存在一定的不足.目的:探讨四环素和茜素络合酮间接标记软骨内成骨过程中新生血管的可能性.方法:制备新西兰兔双侧桡骨骨缺损模型并植入β-磷酸三钙材料,分别于术后第1天和第15天注射四环素和茜素络合酮,第28天取材.部分标本在墨汁灌注后行硬组织切片荧光/光学显微镜观察,部分标本经脱钙后行免疫组化染色观察,比较软骨内成骨过程中亲骨荧光素标记管腔结构与免疫组化、墨汁灌注标记血管结构的一致性.结果与结论:①亲骨荧光素标记的管腔结构经免疫组化染色证实为CD34阳性的血管结构;②在荧光显微镜下,亲骨荧光素标记的血管形态与墨汁灌注的血管形态一致;荧光素标记后经墨汁灌注的血管在荧光显微镜下可见荧光管腔中有黑色墨汁走行;③此外,亲骨荧光素标记的管腔结构颜色绚丽、三维结构更加生动,可通过不同颜色的荧光显示不同时期的血管新生和演变过程,具有独特的优势,可用于软骨内成骨早期血管发生的形态学检测.
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软骨生长板基因调控机制的研究进展
脊椎动物骨骼的形态与大小因功能各异而相差悬殊,但多数骨骼却是以相同的生长方式-软骨内成骨-长成的.位于骨骺与骨干交界处的软骨生长板(growth plate)-即骺板(epiphyseal plate)-不断增生、增厚,间质发生钙化,软骨细胞凋亡,继而新骨沉积,形成骨干的纵向生长.在幼年时期,软骨的增生、退化与新骨生成的速率保持平衡,从而保证了在骨干长度增加的同时,生长板能够保持一定的厚度.当软骨生长板发育到成熟阶段,软骨增殖与成骨活性中止,生长板完全被骨化,骨的纵向生长也随之停止.因此,软骨生长板调节控制骨的纵向生长速度与骨的终长度.骨的生长与分化受局部因素(如骨形态发生蛋白、成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子等)与全身因素(如生长激素、性激素、甲状腺素等)的调控.本文就近年来局部因素对软骨生长板基因调控机制的研究进展进行综述.
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CCN2在软骨内成骨过程中作用的研究进展
在软骨内成骨过程中，由骨髓间充质干细胞分化而来的软骨细胞首先形成生长板软骨，随着软骨中血管的产生，软骨逐渐被骨组织所替代。躯干骨和四肢骨以及骨折后的骨痂主要是通过软骨内成骨完成生长发育和修复，此过程受到许多生长因子以及激素的影响，包括印第安刺猬蛋白（Indian hedgehog, Ihh）、甲状旁腺激素相关蛋白（parahthy-roid hormone-related protein, PTHrP）、骨形态发生蛋白（bone morphogenetic proteins, BMPs）、转化生长因子-β（transforming growth factor β, TGF-β）、CCN2（CCN family member 2）等。其中CCN2是CCN(cys-teine-rich61, connective tissue growth factor, nephrob-lastoma-overexpressed)家族蛋白的成员之一，主要在生理状态下的肥大软骨细胞（hypertrophic chondro-cytes）中表达，分别作用于软骨细胞、成骨细胞、破骨细胞，在软骨内成骨的各个阶段发挥重要作用。近年来，学者们对CCN2的多功能调控作用和分子机制给予广泛关注，本文对CCN2在软骨内成骨作用的研究进展作一综述。
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下颌垂直向功能性移位后髁突软骨的形态学及组织学改建
目的:通过诱发大鼠下颌骨垂直向功能性移位,阐明这一方向上的位移在髁突改建中的作用.方法:5周龄雌性SD大鼠40只,随机分为实验组和对照组,实验组大鼠佩戴上颌后牙(牙合)垫,使下颌骨发生垂直向功能性移位.实验组大鼠进一步分为4组,每组5只,分别在佩戴袷垫后第3、6、9、12天处死.采用组织形态学测量及AB-PAS染色,定量分析髁突的形态及软骨的组织学变化.采用SPSS11.0软件包对对照组和实验组的各项指标进行统计学分析.结果:下颌垂直向功能性移位后12d,髁突高度较对照组显著增加,前斜面更倾斜;髁突后上区前成软骨细胞及成软骨细胞层厚度在实验第3～6天无明显差异,第9天开始出现显著变化,实验组较对照组显著增厚,这种变化持续到实验第12天;肥大软骨细胞层厚度在实验第3、9、12天,实验组与对照组无显著差异,在实验第6天较对照组显著减少,间充质细胞层变化不大.结论:下颌垂直向功能性移位可致髁突高度增加、前斜面更倾斜,髁突软骨厚度的增加是髁突高度增加的组织学基础,垂直向移位也是构成功能性矫治器促进下颌骨发育的重要方面.
