钙敏感受体（CaSR)介导甲状旁腺素加速骨折愈合的机制研究

甲状旁腺素（PTH）对于治疗骨折延迟愈合和防止骨内植物远期松动具有很好的应用前景,但其作用机制尚不明确。最近有体外研究证明，细胞外钙离子浓度升高可经钙敏感受体（CaSR）介导，激活促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路，刺激成骨细胞的增殖和分化。我们的研究也表明,PTH的促骨形成作用可能与细胞外钙离子浓度有关，PTH和钙可以协同促进新生小鼠的骨形成。基于以上研究结果，我们假设：PTH可能通过细胞外钙离子浓度升高，经CaSR 途径，促进成骨细胞的增殖和分化，从而加速骨折愈合。本项目将通过体内外实验，利用细胞生物学和分子生物学手段以及基因敲除动物模型，验证细胞外钙经CaSR途径介导PTH加速骨折愈合的假设，揭示并进一步阐明PTH加速骨折愈合的相关分子机制，为加速骨折愈合的治疗提供新靶点，并为PTH治疗骨折和增强骨内植物稳定性提供理论依据。

甲状旁腺素（PTH ）对于治疗骨折具有很好的应用前景, 但其作用机制尚不明确。本研究通过培养成骨细胞，分别给予高钙、PTH1-34或高钙与PTH1-34联合处理，通过生化检测、Real-time PCR及Western blot等方法，观察高钙、PTH1-34及两者联合处理在促进成骨细胞殖增和分化中的作用及其机制，结果发现，高钙和PTH能够通过上调CaSR、TRPV-6、PTHR和IGF-1，激活MAPK和Wnt信号通路，刺激成骨细胞增殖和分化，二者具有协同作用。本研究选取6周龄雄性小鼠，分别给予正常饮食、高钙饮食、外源性PTH1-34、或高钙饮食和外源性PTH1-34联合干预4周，利用影像学、病理组织学和细胞分子生物学等方法，观察高钙、PTH1-34及二者联合在促进成骨细胞骨形成中的作用。结果发现：高钙和PTH能够通过上调CaSR、TRPV-6、PTHR和IGF-1，激活MAPK和Wnt信号通路，发挥促进成骨细胞骨形成的作用，二者具有协同作用。本研究利用PTH基因敲除小鼠，以同窝的野生型(WT)小鼠为对照，制作闭合性小鼠骨折模型，给予hPTH( 1-34 )进行干预，通过影像学和力学检测观察骨折愈合情况，采用免疫组织化学、实时荧光定量RT-PCR和Western-Blot等方法检测软骨细胞增殖与凋亡相关指标、成骨细胞骨形成和破骨细胞骨吸收相关指标。结果证实：内源性PTH1-84缺失导致小鼠骨折愈合障碍，外源性PTH1-34具有加速小鼠骨折愈合的作用，给予外源性PTH1-34可以纠正内源性PTH1-84缺失导致的小鼠骨折愈合障碍，骨痂形成、软骨内骨形成和骨塑形均明显加快，力学强度明显增强。本研究利用PTH-/-CaSR-/-小鼠，以同窝的WT小鼠为对照，制作闭合性小鼠骨折模型，给予hPTH( 1-34 )进行干预，通过影像学和力学检测观察骨折愈合情况，采用免疫组织化学、实时荧光定量RT-PCR和Western-Blot等方法检测软骨细胞增殖与凋亡相关指标、成骨细胞骨形成和破骨细胞骨吸收相关指标。结果证实，PTH-/-CaSR-/-小鼠股骨闭合性骨折能够达到愈合，给予外源性PTH后，骨折愈合加快，但与野生型小鼠相比，骨折愈合延迟。本研究为PTH 治疗骨折提供理论依据，也进一步提出钙剂和PTH在促进骨形成方面具有协同作用，为联合应用钙剂和PTH治疗骨质疏松提供理论依据。