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第一部分 人血清骨膜蛋白水平与绝经后骨质疏松及髋部脆性骨折的相关性研究背景:目前研究证实骨膜蛋白是一种反映骨皮质机械应力及骨重建的重要标记物,目前的文献尚不足以证实在绝经后老年女性人群中血清骨膜蛋白水平与骨代谢指标及髋部骨质疏松性骨折之间存在显著相关性。目的:本研究旨在通过绝经后老年女性人群骨代谢生物化学的回顾性对照性研究,探讨绝经后女性髋部骨质疏松骨折风险及骨代谢指标与骨膜蛋白之间的关系。材料与方法:回顾性分析2014年1月至2016年1月46例绝经后骨质疏松性骨折女性患者(骨质疏松骨折组)、45例绝经后骨质疏松女性患者(骨质疏松组)和60例无骨质疏松绝经后妇女(骨质正常组)资料。通过双能X线吸收仪、酶免疫测定技术分别测量三组人群的机体组分、骨密度和骨代谢相关的生化学指标如PINP、β-CTX及骨膜蛋白等并加以比较。分析骨膜蛋白与其他指标之间的相关性。结果:与骨质正常组(29.77±10.21)相比,骨质疏松组(33.11±10.06)与骨质疏松骨折组(36.05±11.31)血清骨膜蛋白含量显著增加,后者升高更显著,并且骨质疏松及脆性骨折发生后血清骨膜蛋白与股骨颈、股骨干、股骨大转子部位BMD呈显著性负相关,与血清PINP、OC呈显著性负相关,与血清CTX-1与ALP相关性不明显。Logistics回归分析校正年龄、绝经时间及BMI结果发现高浓度骨膜蛋白预测骨质疏松发生是低浓度的OR=2.02(95%CI=1.10-1.87)倍,高浓度骨膜蛋白预测骨质疏松骨折的发生是低浓度的 OR=2.36(95%CI=1.09-5.15)倍。结论:与对照组对比发现绝经后老年女性髋部骨质疏松骨折发生后血清骨膜蛋白显著性增高,且血清骨膜蛋白的增加可以作为预测髋部骨折的独立危险因素,说明骨膜蛋白与骨质疏松的发生密切相关,有望成为预测骨质疏松及骨质疏松骨折的新的独立因素,特异地检测血清骨膜蛋白水平可有效监测骨质疏松的发生发展过程。第二部分 绝经后老年女性骨质疏松性骨折类型同人血清骨膜蛋白表达的相关性研究背景:文献显示在成年期骨膜蛋白主要在骨膜受到机械应力及骨折时其出现再表达。因此其表达水平与骨膜组织分布密切相关,而不同部位的骨质疏松骨折类型因为骨膜含量的不同表达骨膜蛋白可能存在明显差异。国内外尚未进行类似的研究。目的:本研究旨在通过骨代谢生化学的对照性研究,探讨人血清骨膜蛋白与绝经后老年女性不同类型骨质疏松性骨折发生之间的相关性。材料与方法:回顾性分析2014年1月至2016年6月51例绝经后骨质疏松病人(对照组)、144例绝经后骨质疏松性骨折病人(骨折组),其中包括椎体骨折、髋部骨折及长骨骨折。通过双能X线吸收仪、酶免疫测定技术分别测量三组人群的机体组分、BMD和骨代谢相关的生化学指标如PINP、β-CTX、DPD及骨膜蛋白等并加以比较。分析骨膜蛋白与其他指标之间的相关性。结果:与对照组(32.87±4.99)相比,长骨组(45.01±7.00)与髋部组(39.55±6.19)血清骨膜蛋白含量显著增加;并且逐步回归分析结果示全部病人(r2=0.119,P<0.001)、骨折组(r2=0.100,P<0.001)、长骨组(r2=0.231,P<0.001)及髋部骨折组(r2=0.194,P<0.001)的股骨大转子BMD均与骨膜蛋白均呈显著性负相关;其中长骨组骨膜蛋白与血清PINP(r=-0.292,P<0.01)呈显著性负相关,与血清DPD(r=0.249,P<0.05)呈显著性正相关,与ALP(r=-0.083,P>0.05)及CTX-1(r=0.113,P>0.05)相关性不明显。ROC曲线显示骨膜蛋白与PINP联合预测长骨部位骨折能力为0.81(P=0.012)。结论:与对照组对比发现绝经后老年女性长骨及髋部的骨质疏松骨折发生后血清骨膜蛋白显著性增高,尤其在长骨骨折发生过程中其与PINP、DPD及股骨大转子BMD存在显著相关性。且血清骨膜蛋白的增加作为独立危险因素更能预测长骨骨质疏松骨折的发生。第三部分骨膜蛋白在骨质疏松发生过程中的调控作用机制背景:骨膜蛋白作为一种反映骨膜活性、骨质量的生物标记物,其是否参与了骨质疏松的发病过程目前尚不清楚。有研究证实骨膜蛋白基因敲除的小鼠成骨细胞的增殖、迁移及分化均明显降低,表现为骨量及皮质骨体积的明显偏低,提示在骨质疏松发病过程中,骨膜蛋白可能也起着重要调节作用。目的:探讨骨膜蛋白Periostin对骨质疏松大鼠骨代谢的影响及其在骨质疏松发生过程中的调控作用。材料与方法:将40只雌性6月龄大鼠随机分为去卵巢组(ovariectomized,OVX组,20只)与假手术组(SHAM组,20只)后饲养3个月,收集两组大鼠血清检测骨膜蛋白(Periostin)、骨硬化蛋白(Sclerostin)、Ⅰ 型胶原交联 C-末端肽(C-terminaltelopeptideof type Ⅰ collagen,CTX)及 Ⅰ 型前胶原蛋白氨基端前肤(Propetide of type-Ⅰ procollagen,P1NP)浓度并统计分析其差异。两组大鼠右胫骨先行骨组织形态计量,然后取两组大鼠股骨骨髓,培养骨髓间充质干细胞(Bone mesenchymal stem cells,BMSCs)并检测成骨分化相关基因表达水平,应用Western blot测定骨组织内Periostin蛋白表达差异。结果:去卵巢组血清Periostin明显增加(SHAM组vs OVX组,709.46±204.34 vs 923.17±193.92,P=0.027),其BMSCs成骨分化过程中Periostin、ALP、OC、Runx2、OPG/RANKL均有下调的趋势。通过Western blot测定骨组织内Periostin蛋白表达明显降低。与空白对照组比较,10-6M浓度的Periostin促进细胞增殖的作用最强,且增殖具有时间依赖性,96小时增殖作用最强。与空白对照组比较,10-6M浓度的Periostin促进细胞分化的作用最强,随着时间的增强作用越强。与骨量正常组对比,骨质疏松组BMSCs成骨诱导分化后ALP、OC、Wnt信号通路关键基因、OPG/RANKL基因表达明显下调,而分化过程中加入10-6M浓度的Periostin后ALP、OC、Wnt信号通路关键基因、OPG基因表达水平均明显增强,并且其增加程度可被Wnt通路的抑制剂DKK1作用逆转,同时可被Wnt通路的增强因子BIO作用增幅。结论:骨质疏松发生后血清Periostin表达明显增加,BMSCs成骨分化过程中Periostin基因表达及骨组织中Periostin蛋白表达均明显降低。本研究还证实尽管骨膜蛋白促进了成骨细胞的增殖和分化。本实验同时也证实了骨膜蛋白的变化可明显引起Wnt信号传导通路的变化,而Wnt信号传导通路激动与阻滞可改变骨膜蛋白的成骨作用。因此骨膜蛋白可能是通过Wnt信号传导通路参与了骨质疏松发病过程。