去卵巢大鼠活体骨微损伤早期修复微纳观机制研究

骨质疏松性骨折危害严重，如何早期防治值得深入研究，骨微损伤在其产生和修复过程中作用重要。申请者提出骨质疏松性骨折微损伤起源阶段性发展理论假说，在高质完成所获微损伤发生、发展机制方面的国家自然科学基金课题良好基础上，深入到活体皮质骨及小梁骨微损伤早期修复微纳观机制研究。首先探讨去卵巢后大鼠骨微纳观结构与力学性能改变对活体皮质骨及小梁骨微损伤早期修复的影响规律，然后应用甲状旁腺素（PTH1-34）和染料木素(genistein)提高骨重建水平，观察药物干预后骨微纳观结构与性能改变对于微损伤早期修复的影响。应用国际先进的交叉学科方法，将实验、模拟与理论分析三者有机结合，探索促进骨微损伤早期修复方法，为骨质疏松性骨折早期防治提供新的思路和可能的选择药物。同时完善目前自己所建立的技术平台，用于骨质疏松深入研究，也为兄弟单位相关研究提供高水平技术服务，共同提高我国骨质疏松研究水平，促进学科进步。

骨折是骨质疏松症危害最大的并发症，微损伤修复对防止骨质疏松症意义重大。本项目研究了骨微损伤随时间修复从而避免骨折的过程。甲状旁腺素1-34（PTH1-34）是一种较强的骨合成代谢药物，染料木素也有成骨作用，可能有助于骨微损伤修复。我们的研究目标在于探讨PTH1-34和染料木素对疲劳负载后的骨微损伤修复的作用。实验中使用7月龄去卵巢大鼠，行右侧尺骨疲劳损伤后，给予PTH1-34( 40μg/kg)、genistein（5mg/Kg）或生理盐水皮下注射，2-3周。用显微镜检、DXA、免疫组化的方法检测微损伤修复的过程。我们发现PTH1-34作用3周后，骨微损伤较作用2周时明显修复，染料木素未发现明确的促进骨微损伤修复的作用。2周的间断疲劳负载后行3周的PTH1-34皮下注射对大鼠左侧尺骨的BMC及BMD的增加具有协同作用，而未进行疲劳负载仅接受PTH1-34治疗的的右侧尺骨无明显变化。该现象的可能解释在于PTH1-34组右侧经疲劳的桡骨表达成骨指标RUNX2及破骨指标NFATc1高于自身未经疲劳的左侧桡骨，而OPG表达低于左侧桡骨，血清PINP、OC及TRAP-5b的浓度也有改变。对于未行疲劳负载的大鼠，PTH1-34治疗使腰椎、股骨、胫骨的BMC和BMD增加，骨矿盐含量增加，但矿盐含量百分比无显著改变。染料木素治疗后大鼠的左尺骨（非疲劳侧）第1亚区域和第2亚区域的骨矿盐含量比其右尺骨（活体疲劳侧）相应区域均有显著增加。总之，PTH1-34促进微损伤修复，疲劳负载和PTH1-34可协同增加皮质骨骨密度，可能的机制解释与骨重建过程增加以及成骨破骨分化增加有关，尚无证据证明染料木素具有促微损伤修复作用。