唑来膦酸联合rhBMP-2局部注射对兔骨质疏松模型髋部骨强度的作用研究

发布时间：2020-11-04 08:19

　　 骨质疏松(osteoporosis,OP)是一种以骨量下降和骨的微细结构破坏为特征的系统代谢性骨病[1]。骨折是OP的严重并发症,全球大约每3秒就有1例骨质疏松性骨折发生[2]。而其中髋部骨折作为骨质疏松骨折最严重的类型,患者由于不得不长期卧床,并发包括褥疮、肺部感染、下肢静脉血栓以及泌尿系感染等各种严重合并症的几率明显增加。髋部骨折后1年内死亡风险增加40%[3],5年内死亡率超过20%[4],严重威胁着患者的生命健康,同时给患病家庭带来沉重的经济负担。传统的全身用药预防骨质疏松髋部骨折副作用多,依从性差。本实验采用缓释技术局部给药,通过增强骨质疏松动物髋部骨强度,达到预防骨质疏松性髋部骨折的目的,为未来临床应用进行实验探索。目的:研究局部应用唑来膦酸(Zoledronic,ZOL)和人重组骨形态发生蛋白-2(Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2,rh BMP-2)对兔骨质疏松模型骨强度的作用。方法:30只5月龄雌性新西兰大白兔,随机选取24只采用双侧卵巢切除术制造骨质疏松模型,另外6只切开暴露卵巢后即关腹,作为假手术对照组。造模成功后,24只骨质疏松兔随机注射rh BMP-2、唑来膦酸(ZOL)、rh BMP-2+ZOL及生理盐水作为空白对照,按注射药物不同分为BMP组、ZOL组、B+Z组、空白对照组(NON组)及假手术组,每组6只动物。分别在注射后当天、2周、4周、6周、8周、10周、12周,由兔耳缘静脉取血,分离血清,分别使用相应试剂盒检测血清碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase,TRACP)活性;同时在6周、12周处死取材,处死前进行四环素-钙黄绿素荧光标记,应用不脱钙硬组织切片技术,观察并测量骨小梁生长速率;进行Micro-CT扫描并三维重建,选取感兴趣区,分析骨密度(bone mineral density,BMD)、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁数量(Trabecular number,Tb.N)、骨小梁厚度(Trabecular thickness,Tb.Th)和骨小梁间距(trabecular space,Tb.Sp)等指标,并选取股骨颈基底部为横截面进行生物力学检测。结果:1)注射后第4周,BMP、B+Z组ALP活性均明显高于ZOL组和NON组(P0.05);从第6周开始,BMP组与B+Z组的ALP活性与假手术组均无明显差异(P0.05);2)在第8、10周,B+Z组TRACP活性明显低于假手术组(P0.05);ZOL和B+Z组TRACP活性较早即开始下降,并且与BMP组相比下降更快(P0.05)。3)BMP组骨小梁生长速率在各个时间点均明显高于其他三组(P0.05)。4)注射后第12周,B+Z组的BMD值、BV/TV值、Tb.N值、和Tb.Th值均明显高于NON组(P0.05),Tb.Sp值则明显低于NON组(P0.05)。5)注射后第6周,BMP组、ZOL组、B+Z组的最大剪切强度及最大剪切模量之间无明显差异(P0.05),但均明显高于NON组(P0.05);ZOL组的最大剪切应变则明显高于NON组(P0.05);注射后12周,B+Z组最大剪切强度、最大剪应变及剪切弹性模量均明显高于BMP组、ZOL组和NON组(P0.05),并且和假手术组无明显差异(P0.05)。结论:rh BMP-2和唑来膦酸联合应用,能够更好地抑制破骨细胞(osteoclast,OC)的骨吸收作用,而rh BMP-2则能够增强成骨细胞(osteoblast,OB)的成骨作用,提高骨小梁的生长速率。同时两者联合应用,可提高骨质疏松动物局部骨密度,增加骨小梁的数量、厚度,降低骨小梁的间距,并且增强骨的生物力学强度。在抑制骨吸收、增强局部骨强度方面,rh BMP-2和ZOL联合应用效果优于rh BMP-2或ZOL单独应用。
【学位单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：R580;R-332
【部分图文】：

第四军医大学硕士学位论文信号分子之一。在骨组织形成过程中间充质细胞分化为成骨细胞及骨细胞外基质合成、分泌依赖于 BMP2/Smads/Runx2/ Osterix 信号通路。BMP2 与以异二聚体形式存在的 I 型和Ⅱ型丝氨酸/苏氨酸激酶受体结合而转导，激活已易位至细胞核的 Smads 复合物 (Smadl、Smad5、Smad8)，从而诱导 Runx2 基因表达。Runx2（又称为核心结合因子 a1，core binding factor al，Cbfa1)，Runx2 是成骨细胞分化、骨发育的重要调节因子 ，作为 BMP--2 的靶基因，是新发现的调控间充质干细胞向成骨方向分化的特异性转录因子，在成骨细胞分化过程中起着重要作用。Runx2 转染后细胞增殖不受影响，而成骨细胞特异性基因如碱性磷酸酶、骨钙蛋白(osteocalcin)、OPN 等均上调，提示 Runx2 对骨髓间充质干细胞具有明显的促成骨效应 。Runx2能调节多种成骨细胞增殖分化特异性标志物的表达。BMP-2 可增强 Runx2 依赖性转录，而Runx2 提供 BMP2 激活所必需的因子，两者能够发挥协同作用。Runx2 是骨形成过程中最早和最具特异性的标志基因，Runx2 的表达是成骨细胞开始分化的标志[50]。

第四军医大学硕士学位论文的 CaCl2中。唑来膦酸 4mg 溶于 40ml 生理盐水中制成 0.1mg/ml 的溶液。将上述制得的 BMP溶液 1ml（或唑来膦酸溶液 1ml）与 0.5ml 人纤维蛋白原溶液混合，吸入专用注射器①，另一专用注射器②吸取 0.5ml 人凝血酶溶液，将两个注射器安装于双联注射器支架上，两个注射器之间用人字形连接管连接，人字形连接管尾部安装注射针头，制成药物缓释注射系统。（见下图）

图 3 药物缓释系统的局部注射示意图清学指标的检测在局部注射后的当天及注射后第 2 周、第 4 周、 第 6 周、第 8 周、第 10 兔耳缘静脉取血并分离血清，低温保存备用。分别通过相应试剂盒测定血LP）活性、抗酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）活性（具体方法详见说明书）。环素-钙黄绿素荧光双标素溶液的配制：0.5g 盐酸四环素，10ml 生理盐水，配成 50mg/ml 的溶液避绿素溶液配制：最终配制的浓度要求为 5g/l。NaHCO32g，充分溶解于 1然后加入 0.5g 钙黄绿素，遮光条件下搅拌混匀，4℃避光保存。在取材前溶液以 50mg/kg 剂量连续肌注两天；在取材前至少 2 天，钙黄绿素 80mg/2]
【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 赵宏斌;俞志鹏;王建伟;胡敏;罗德军;白松;;云南红河地区哈尼族髋部骨折流行病学调查[J];昆明医学院学报;2010年04期

2 廖二元;;骨质疏松防治的现状与进展[J];药品评价;2013年05期

本文编号：2869869