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研究背景和目的:激素性股骨头坏死(Steroid-induced Avascular Necrosis of the Femoral Head,SANFH)作为骨科的一种难治性疾病,病情常呈不可逆性发展,致残率极高。然而其确切的发病机制目前尚不明了,已知骨髓间充质干细胞(bone marrow derived mesenchymal stem cells,BMSCs)的成骨成脂分化异常可能与其关系密切。前人研究表明,纤毛内转运蛋白80(Intraflagellar transport Proteins,IFT80)明确与Hedgehog信号通路相关,后者的下游蛋白可调控BMSCs成骨细胞分化。Hedgehog信号的激活可促使其下游相关蛋白活化,从而激活Gli,进入细胞核内,通过经典的Hedgehog/Gli途径触发成骨相关基因的表达。同时,Hedgehog还是脂肪生成的关键调节因子,激活的Hedgehog可以通过Smo/Lkb1/Ampk轴的非经典途径以抑制脂肪细胞分化的能力。而IFT80/Hedgehog调控BMSCs成骨成脂分化在SANFH中的作用尚未有报道。我们假设IFT80/Hedgehog信号通路参与调控BMSCs成骨成脂分化平衡在SANFH中发挥重要作用。初步检测SANFH患者股骨头内成骨相关因子Runx2、成脂相关因子PPar-γ、IFT80、Hedgehog信号通路关键蛋白Sonic hedgehog(Shh)的相对表达变化。另一方面,为进一步验证,建立兔激素性股骨头坏死模型以便动态检测上述相关指标,来更明确验证它们在激素性股骨头坏死的表达情况。初步探讨IFT80/Hedgehog信号在SANFH中的作用,为更进步阐明其作用机制打下基础,进而为SANFH诊疗提供新靶点。研究方法:1.收集髋关节人工置换术的病人股骨头,总共63例,其中激素性股骨头坏死股骨头标本(实验组)34例,新鲜股骨颈骨折标本(对照组)29例;应用免疫组织化学染色法(immunohistochemistry,IHC)检测IFT80、Shh蛋白在股骨头的表达情况;提取患者股骨头内总RNA,应用实时荧光定量聚合酶链反应(real-time-polymerase chain reaction,RT-PCR)检测两组股骨头内IFT80与Shh m RNA的相对表达情况;提取患者股骨头总蛋白质,应用western blot定量检测股骨头IFT80、Shh、Runt相关转录因子2(Runt-related transcription factor2,Runx2)、成脂相关因子(peroxisome proliferator-activated receptorγ,PPAR-γ)的相对表达情况。2.取健康的新西兰成年大白兔72只,用简单随机化分A、B两组,分模型组(A组)n=36、对照组(B组)n=36。模型组采用内毒素(lipopolysaccharide,LPS,10ug/kg、5 ug/kg)+甲泼尼龙琥珀酸钠(Methylprednisolone sodium succinate for injection,MPS,20mg/kg)联合注射来构建兔激素性股骨头坏死模型;同批次的对照组于则在相同时刻注射等量的生理盐水。每批次的新西兰大白兔在模型建立过程中的第4周、第8周、第16周进行活体核磁共振成像(Magnetic resonance imaging,MRI)检查、苏木素-伊红(hematoxylin and eosin,HE)染色以验证模型的建立情况。应用RT-PCR动态检测两组兔股骨头IFT80、Shh m RNA的表达;Western blot动态检测IFT80、Shh、Runx2、PPar-γ蛋白的表达;研究结果:1.人体标本上实验组与对照组在性别组成、年龄及体重数据方面比较,差异无统计学意义(P>0.05);免疫组织化学染色结果显示IFT80蛋白阳性表达于骨小梁边缘成骨细胞及骨小梁内骨细胞胞质中、骨髓腔内细胞间质中;Shh蛋白在骨小梁边缘成骨细胞及骨小梁内骨细胞胞膜上呈阳性表达;RT-PCR结果显示激素性股骨头坏死组IFT80、Shh m RNA表达量较股骨颈骨折组低,差异具有统计学意义(P<0.05)。western blot结果显示激素性股骨头坏死组中,IFT80、Shh、Runx2蛋白的表达明显低于股骨颈骨折组,而PPARγ蛋白的表达高于股骨颈骨折组,差异具有统计学意义(P<0.05);2.新西兰大白兔标本MRI检查结果显示A组兔双侧股骨头T1WI信号降低,呈斑点状或线样,T2WI呈不均匀高信号;B组兔双侧股骨头T1WI、T2WI无明显异常信号;HE染色组织切片镜下观察显示A组兔股骨头内骨小梁紊乱、变薄、甚至断裂,髓腔脂肪细胞增多、增大,骨小梁中空骨陷窝多见;而B组兔股骨头内骨小梁结构基本正常,未见紊乱或断裂,罕见空骨陷窝;RT-PCR结果表明A组兔股骨头内IFT80 m RNA表达较B组减少(p<0.05),A组中Shh m RNA表达也较B组减少。Western blot结果表明A组IFT80蛋白、Shh、Runx2蛋白均较B组表达减少,而PPAR-γ蛋白的表达增加,差异具有统计学意义(p<0.05)。结论:1、激素性股骨头坏死中Runx2蛋白表达下调而PPAR-γ蛋白表达上调,提示其成骨成脂分化平衡失调。2、在激素性股骨头坏死骨组织中,IFT80表达下调,Shh表达也下调,提示IFT80/Hedgehog(Shh)可能参与SANFH疾病的发生发展。