基于PI3K/Akt/mTOR信号通路探讨细胞自噬对激素性股骨头缺血性坏死的作用机制研究进展

激素性股骨头缺血性坏死是长期或过量使用糖皮质激素引起的一种非创伤性疾病。现代研究发现,自噬作为一种细胞内调节机制,其与激素性股骨头缺血性坏死之间存在一定的相关性。而PI3K/Akt/mTOR信号通路是干预细胞自噬的关键环节,对细胞代谢平衡具有重要的病理生理作用。明确自噬在该通路的调控下对激素性股骨头缺血性坏死致病过程的影响,将有助于从分子水平认识该病,并期望通过靶向调节自噬水平,达到延缓激素性股骨头缺血性坏死进程的目的。因此,本文就PI3K/Akt/mTOR信号通路、细胞自噬及激素性股骨头缺血性坏死三者之间的联系进行综述,以期为临床靶向治疗激素性股骨头缺血性坏死提供新的视角及理论依据。

黄芪甲苷通过GATA4途径调控内质网应激对激素性股骨头缺血坏死大鼠的作用机制

目的探讨黄芪甲苷(As-Ⅳ)通过锌指转录因子(GATA4)途径调控内质网应激对激素性股骨头缺血坏死(SANFH)大鼠的影响及其作用机制。方法58只SD大鼠,随机选取10只作为对照组(皮下注射生理盐水,1周7次,连续4周),其余48只大鼠复制SANFH模型,8只未建模成功,40只大鼠建模成功后,随机分为模型组、GATA 4干扰组、As-Ⅳ组、As-Ⅳ+GATA 4干扰组,每组10只。造模4周开始As-Ⅳ组、As-Ⅳ+GATA 4干扰组分别灌胃40 mg/kg的As-Ⅳ,余灌胃等量生理盐水,1次/d,共20 d;GATA4干扰组、As-Ⅳ+GATA4干扰组于造模第1周开始尾静脉注射GATA4干扰载体,1次/周,共4次。比较各组股骨Micro-CT扫描参数、病理学变化、血清氧化应激水平及股骨头组织中GATA4、丙酮酸激酶M2型(PKM2)及骨代谢相关核因子κB受体激活因子(RANK)、RANK配体(RANKL)及内质网应激相关蛋白CAAT增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)、葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、半胱氨酸蛋白水解酶12(Caspase-12)蛋白表达情况。结果与GATA 4干扰组比较,As-Ⅳ+GATA 4干扰组、As-Ⅳ组的骨小梁数量、骨小梁厚度、骨体积分数依次升高,骨小梁分离度依次降低(P<0.05)。HE染色显示,模型组大鼠股骨头出现严重坏死,GATA 4干扰组股骨头病变情况加重,As-Ⅳ+GATA 4干扰组、As-Ⅳ组大鼠股骨头坏死情况减轻。与GATA 4干扰组比较,As-Ⅳ+GATA 4干扰组、As-Ⅳ组血清超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH)水平、GATA 4、PKM2蛋白相对表达量依次升高,血清丙二醛(MDA)水平、RANKL、RANK、CHOP、GRP78、Caspase-12蛋白相对表达量依次降低(P<0.05)。结论As-Ⅳ有助于缓解SANFH大鼠股骨头坏死进展,其机制可能与激活GATA 4/PKM2通路抑制内质网应激有关。

三七有效成分调控激素性股骨头坏死的相关信号通路

背景:激素性股骨头坏死是骨科领域难治和难愈性疾病,尚无确切研究观点完整解释其病理机制。随着三七有效成分干预多种疾病相关信号通路的研究增加,三七有效成分通过调控激素性股骨头坏死相关信号通路治疗该病逐渐成为时下研究热点。目的:系统总结分析近年来激素性股骨头坏死病理机制研究文献和三七有效成分调控该病相关信号通路的相关文献内容,为后续研究三七有效成分治疗该病提供参考。方法:检索中国知网及万方数据库,中文检索词为“糖皮质激素,激素性股骨头坏死,病理机制,信号通路,三七,有效成分”等;检索PubMed数据库,英文检索词为”Glucocorticoid,steroid associated necrosis of the femoral head,Pathological mechanism,signaling pathway,Panax notoginseng,active ingredient”等,筛选激素性股骨头坏死病理机制相关文献和三七有效成分调控激素性股骨头坏死相关信号通路文献,最终共纳入63篇文献。结果与结论:①三七主要成分包括三七总皂苷、人参皂苷、三七皂苷、槲皮素和山柰酚等。②在调控相关通路方面,三七总皂苷、人参皂苷Rb1和槲皮素作用于转化生长因子β/骨形态发生蛋白通路,能促进骨修复和血管新生;三七总皂苷、人参皂苷CK和山柰酚作用于Wnt/β-catenin通路,可促进成骨分化和脂质代谢;三七总皂苷及三七皂苷R1/R2作用于MAPK通路,抑制破骨和促进骨修复;三七总皂苷、人参皂苷Rb2及槲皮素作用于RANKL/RANK/骨保护蛋白通路,可抑制破骨增殖并促进成骨分化;三七总皂苷、槲皮素及山柰酚作用于缺氧诱导因子1α通路,能修复血管损伤和促进成骨。③三七皂苷R1、槲皮素联合羟基磷灰石纳米颗粒、三七总皂苷联合聚乙烯-L-乳酸等生物材料治疗激素性股骨头坏死具有良好的研究前景。④三七有效成分可通过多种机制调控激素性股骨头坏死相关信号通路,对该病起到积极的干预作用,但目前相关研究深度和广度不足,未来应基于现有的机制研究,深入探究三七调控该病不同通路的具体机制及通路间相互作用,将有利于运用三七有效成分治疗激素性股骨头坏死的多元发展。

基于TGF-β/BMP/Smad信号通路治疗激素性股骨头坏死中医药研究进展

激素性股骨头坏死(steroid-induced osteonecrosis of the femoral head,SIONFH)是由于糖皮质激素使用不当或过度而引起的髋关节疾病,发病机制尚未统一,临床疗效亦不佳。当前,没有效果明确的药物可以延缓疾病进程,而中医药治疗SIONFH在临床上取得一定疗效。即便如此,仍未能完整的从分子生物及细胞生物学角度阐明中药治疗SIONFH的作用机制。转化生长因子-β(TGF-β)/骨形态发生蛋白(BMP)/Smad信号通路的转导是防治SIONFH的研究热点之一,故该文阐明了该信号通路的转导机制以及与SIONFH的联系,检索了基于该通路治疗SIONFH的全部中药及复方并阐述其影响机制。基于中医对SIONFH的认识,现临床上使用补肝肾强筋骨以及活血祛瘀通络类的方药治疗SIONFH,且具有良好的疗效。中药通过调控该通路,可刺激骨髓间充质干细胞成骨分化,降低破骨细胞含量,减少脂肪生成,改善微循环,抗氧化损伤,促进股骨头内血管新生,从而促进股骨头损伤的修复。现基于TGF-β/BMP/Smad信号通路对中医药治疗SIONFH的研究进展做一综述,期许为中医药治疗SIONFH提供理论依据及参考。

程序性细胞死亡对激素性股骨头缺血性坏死的影响

糖皮质激素被广泛用以抑制炎症和治疗各种炎症介导的疾病,能够深刻影响疾病进程,改善疾病症状并缩短病程[1]。然而,长时间使用糖皮质激素类药物可能导致很多严重并发症,其中激素性股骨头缺血性坏死(steroid-induced avascular necrosis of the femoral head,SANFH)是最常见的激素性骨坏死并发症。SANFH是由多种原因引发的股骨头局部血液供应受损导致骨细胞缺血缺氧、坏死和骨小梁断裂,继而发生股骨头塌陷的一种病变[2]。关于SANFH的发病机制有多种理论,包括细胞的自噬与凋亡、骨脂质代谢紊乱、血管内皮损伤、凝血异常、骨内高压和基因多态性等[3]。然而,SANFH的确切发病机制仍不明确。有研究结果表明,程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD)的一种形式———细胞自噬与凋亡的部分信号通路相关基因在SANFH样本中过度表达[4]。PCD在SANFH的发生和发展中起到关键作用。PCD是一个由特定基因介导并调控的细胞(自发)死亡过程,在人体生长发育与疾病调节中起重要作用[5]。PCD在SANFH中的作用机制已成为研究的焦点。有学者发现某些特殊因素可通过干预PCD相关信号通路影响SANFH的发生,其确切机制仍待进一步研究。已有大量研究结果证实,糖皮质激素的副作用会导致细胞损伤,从而影响细胞的活力和生命力。有害刺激会诱发细胞内的抗损伤机制,导致细胞膜和线粒体损坏,使线粒体维持细胞生命活动的多种辅助功能失效,进而激活PCD机制。PCD是调控人体生长发育的重要机制之一,对其与激素性骨坏死关系的深入研究可以为发现激素性骨坏死的防治靶点提供理论基础。在此对PCD(凋亡型和自噬型)的发生机制、糖皮质激素诱发SANFH的复杂机制以及PCD(凋亡型与自噬型)在SANFH发生过程中的重要作用进行总结,以进一步了解骨细胞坏死机制,为探索SANFH的发病机制和临床治疗提供帮助。

基于“久病入络”理论探讨“从虚而始,因虚致瘀,瘀痹骨络”的激素性股骨头坏死核心病机观

激素性股骨头坏死(Steroid-induced osteonecrosis of femoral head, SONFH)是骨科常见疾病,随着激素应用率提升其发病率也逐年增加。随着“久病入络”理论的研究不断深入,特此提出“从虚而始,因虚致瘀,瘀痹骨络”为激素性股骨头坏死发病病机,强调药邪是SONFH的致病因素,肝脾肾三脏亏虚是SONFH发病基础,脏腑亏虚,功能减退,血行涩滞导致SONFH进展,瘀血痹阻骨络是SONFH的病机关键,以期建立“从虚而始,因虚致瘀,瘀痹骨络”的特色辨治体系,为中医药治疗SONFH提供理论基础。

基于“成骨-成血管耦联”理论探讨中医药防治激素性股骨头坏死的科学内涵

激素性股骨头坏死(steroid-induced necrosis of the femoral head, SNOFH)是骨科常见难治性疾病,又被视为“不死癌症”,若不及时干预将导致患者面临人工全髋关节置换术的风险。近些年研究证实,“成骨-成血管耦联”途径研究SNOFH发生发展的机制具有重要意义。SNOFH中医病机责之于脾肾亏虚为本,瘀血为病,痰阻为渐,毒聚为损。“成骨-成血管耦联”机制与“瘀去-新生-骨合”中医理论存在高度契合性。越来越多的临床证据表明中医药治疗SNOFH不仅具有疗效显著、不良反应小、价格低廉等优势,还能提高患者生存质量,为促进股骨头血管重建与再生以及股骨头坏死骨修复等发挥重要作用。基于“瘀去-新生-骨合”理论,临床上多采用补肾活血类中药及中药复方用于SNOFH防治,运用“成骨”之健脾补肾药,“成血管”之活血化瘀药,祛除“抑制因素”之化痰药、祛湿药,有步骤、有层次的治疗SNOFH取得显著效果。因此,从“成骨-成血管耦联”角度探讨SNOFH中医药干预的科学内涵已成为当今研究新热点,能够为后续SNOFH的防治研究和新药研发提供理论参考和借鉴。

circCDR1as/miR-7-5p/RAF1轴参与调控激素性股骨头坏死中的自噬

背景:自噬可能参与激素性股骨头坏死的病理过程。有研究证实环状RNA(circular RNA,circRNA)在激素性股骨头坏死中具有调控机制,然而,circCDR1as是否在激素性股骨头坏死中影响自噬尚未被研究。目的:探讨激素性股骨头坏死中自噬水平及circCDR1as的调控机制。方法:①从GSE26316数据集中获取激素性股骨头坏死及对照组大鼠的基因表达谱并进行差异表达分析,随后分析差异表达基因的生物学功能。通过数据库预测circCDR1as的靶标miRNAs及靶标基因。比较靶标基因与差异表达基因,构建circCDR1as的调控网络。②收集激素性股骨头坏死患者及健康对照人群的股骨头样本;同时应用骨髓间充质干细胞进行细胞实验:随机分为骨髓间充质干细胞组、模型组(甲泼尼龙处理)、模型+si-NC组、模型+si-CDR1as组。利用RT-qPCR检测组织和细胞circCDR1as及靶标基因的表达,Western blot检测自噬相关蛋白的表达。③构建荧光素酶报告基因载体:pmirGLO-CDR1as(WT)、pmirGLO-RAF1(WT)、pmirGLO-CDR1as(MUT)和pmirGLO-RAF1(MUT),转染到细胞中,并设miR-7-5p mimic和mimic NC组,检测circCDR1as网络的靶向调控关系。结果与结论:①大鼠激素性股骨头坏死组与对照组之间鉴定了1283个差异表达基因,主要参与细胞凋亡和自噬信号通路。预测发现circCDR1as靶向调控6个miRNAs,这些miRNAs靶向调控305个靶标基因,其中有31个靶标基因在激素性股骨头坏死中差异表达,RAF1参与自噬被选择为关键基因,并构建了circCDR1as/miR-7-5p/RAF1的调控网络。②与对照组比较,circCDR1as,RAF1和自噬水平在激素性股骨头坏死患者及激素诱导的骨髓间充质干细胞中表达上调(P<0.05),miR-7-5p表达下调(P<0.05);敲降circCDR1as后细胞自噬水平显著下降(P<0.05)。③双荧光素酶报告检测证实了circCDR1as与miR-7-5p以及miR-7-5p与RAF1的靶向调控关系。④结论:CircCDR1as/miR-7-5p/RAF1可能通过自噬信号促进激素性股骨头坏死,靶向circCDR1as是通过部分自噬修复治疗激素性股骨头坏死的潜在策略。

基于“活血生骨”理论探讨激素性股骨头坏死的中医论治

激素性股骨头坏死(SANFH)是一种由长期或大剂量应用糖皮质激素引发的疾病,机制不清,危害极大。本文旨在探讨王和鸣教授提出的“活血生骨”理论在SANFH治疗中的应用和科学内涵。首先,回顾了SANFH的中医病因病机和现代致病机制,强调脾肾亏虚、痰瘀互结等中医病因在SANFH发病中的重要作用。然后,详细阐述“活血生骨”理论与传统“补益肝肾、活血化瘀”治则的关系,以及其与现代医学“成血管–成骨偶联”理论在治疗SANFH上的深度相互关联和作用。最后,总结基于“活血生骨”理论的中药复方在治疗SANFH方面的显著效果以及作用机制。本文的研究结果为后续SANFH的防治研究和新药研发提供了理论参考和借鉴,强调了中医“活血生骨”理论在SANFH治疗中的重要指导意义。

益气续骨方调节PI3K/Akt信号通路对激素性股骨头坏死大鼠骨代谢的影响

目的探究益气续骨方调节磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信号通路对激素性股骨头坏死大鼠骨代谢的影响。方法将50只SD雄性大鼠随机分为正常组、模型组、益气续骨方低剂量组、益气续骨方高剂量组、益气续骨方+LY294002组,每组10只。除正常组外,其余组大鼠右臀肌肉注射醋酸泼尼松龙注射液4周建立激素性股骨头坏死模型。造模结束后,益气续骨方低、高剂量组大鼠分别给予益气续骨方0.5 mL(含生药0.285 g/mL)和1 mL(含生药0.57 g/mL)灌胃,益气续骨方+LY294002组大鼠给予益气续骨方1 mL灌胃并腹腔注射6 mg/kg的LY294002,正常组和模型组给予等体积生理盐水灌胃,均1次/d,连续干预8周。ELISA检测大鼠血清白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、血钙、血磷、骨保护素(OPG)、骨钙素(OCN)、碱性磷酸酶(ALP)水平,Micro-CT检测观察股骨头形态,HE染色观察股骨头组织病理形态,TRAP染色观察破骨细胞生成情况,Western blot法检测股骨头组织中骨特异性转录因子2(Runx2)、骨形态发生蛋白2(BMP-2)、裂解半胱天冬酶-3(Cleaved-Caspase-3)、PI3K、Akt蛋白表达情况。结果与正常组比较,模型组大鼠血清IL-4、IL-6、TNF-α、OPG、ALP水平和骨小梁分离度(Tb.Sp)、空骨陷窝率及股骨头组织中Cleaved-Caspase-3蛋白相对表达量均明显升高(P均<0.05),血钙、血磷、OCN水平和骨体积分数(BV/TV)、骨小梁数目(Tb.N)、骨小梁厚度(Tb.Th)及股骨头组织中Runx2、BMP-2、p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt蛋白相对表达量均明显降低(P均<0.05),破骨细胞数量增多,股骨头破坏、骨小梁空间结构紊乱;与模型组比较,益气续骨方低、高剂量组大鼠血清IL-4、IL-6、TNF-α、OPG、ALP水平和Tb.Sp、空骨陷窝率及股骨头组织中Cleaved-Caspase-3蛋白相对表达量均明显降低(P均<0.05),血钙、血磷、OCN水平和BV/TV、Tb.N、Tb.Th及股骨头组织中Runx2、BMP-2、p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt蛋白相对表达量均明显升高(P均<0.05),破骨细胞数量减少,股骨头破坏程度减轻,骨小梁空间结构形态改善;LY294002可减弱益气续骨方对上述指标的改善作用,各指标与益气续骨方高剂量组比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论益气续骨方可改善激素性股骨头坏死大鼠骨代谢,降低炎症因子水平,减少破骨细胞数量,减轻大鼠股骨头坏死,机制可能与激活PI3K/Akt信号通路有关。

激素性股骨头坏死患者微小核糖核酸、骨形态发生蛋白-2、1型纤溶酶原激活物抑制剂表达水平及其临床意义

目的探讨激素性股骨头坏死患者血清微小核糖核酸-672-5p(miR-672-5p)、微小核糖核酸-29b(miR-29b)、骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、1型纤溶酶原激活物抑制剂(PAI-1)表达水平及其对激素性股骨头坏死的预测价值。方法选取2020年3月至2023年3月河南科技大学第一附属医院收治的116例激素性股骨头坏死患者作为病例组,根据国际骨循环研究会(ARCO)分期标准将其分为Ⅰ期组(41例)、Ⅱ期组(30例)和Ⅲ期组(45例),另选本院同期125例健康体检者作为对照组。比较病例组和对照组及不同ARCO分期激素性股骨头坏死患者血清miR-672-5p、miR-29b、BMP-2、PAI-1水平,利用受试者工作特征(ROC)曲线分析各指标的预测价值。结果病例组患者的血清miR-672-5p、miR-29b、PAI-1水平高于对照组,血清BMP-2水平低于对照组,组间差异有统计学意义(P<0.05)。Ⅲ期组患者血清miR-672-5p、miR-29b、PAI-1水平高于Ⅱ期组和Ⅰ期组,Ⅱ期组高于Ⅰ期组(P<0.05);Ⅲ期组患者血清BMP-2水平低于Ⅱ期组和Ⅰ期组,Ⅱ期组低于Ⅰ期组(P<0.05)。激素性股骨头坏死患者血清miR-672-5p、miR-29b、PAI-1水平与ARCO分期呈正相关,BMP-2与ARCO分期呈负相关(P<0.05)。ROC曲线分析结果显示,血清miR-672-5p、miR-29b、BMP-2、PAI-1预测激素性股骨头坏死的AUC值均大于0.8(P<0.05),表明均具有较高的预测激素性股骨头坏死的效能。结论激素性股骨头坏死患者血清miR-672-5p、miR-29b、PAI-1呈高表达,而血清BMP-2呈低表达,四者均具有较高的预测激素性股骨头坏死的效能。

中药有效成分干预激素性股骨头缺血性坏死的作用机制

激素性股骨头缺血性坏死(steroid-induced avascular necrosis of the femoral head,SANFH)是一种进行性骨疾病,会导致软骨下骨微骨折和显著疼痛。如治疗不及时,SANFH患者将终身残疾,严重影响患者的生活质量。糖皮质激素是临床上广泛使用的药物,一直是诱发非创伤性股骨头坏死的主要原因。中医药在防治股骨头坏死方面历史悠久,能够发挥积极作用。近年来,针对中药有效成分治疗股骨头坏死进行了大量的研究,发现中药有效成分黄酮类、皂苷类、酚类、多糖类、生物碱类等多种化学成分,通过改善微循环调节炎症反应、促进血管再生、调节骨代谢等多种作用机制改善激素性股骨头缺血性坏死。本文将常用中药的有效成分治疗激素性股骨头缺血性坏死的机制研究进展做一综述,以期为激素性股骨头缺血性坏死的临床治疗及基础研究提供思路。

氧化应激促进成骨细胞铁死亡介导激素性股骨头坏死的病理过程

背景:研究表明,糖皮质激素诱发股骨头坏死过程中骨代谢失衡与氧化应激密切相关。目的:探究氧化应激诱导成骨细胞铁死亡、促进成骨细胞凋亡、参与激素性股骨头坏死的病理机制。方法:收集47例激素性股骨头坏死患者的一般资料、血清标本和6例股骨头标本,根据ARCO分期标准将血清标本分为ARCOⅡ期、Ⅲ期及Ⅳ期,股骨头标本分为ARCOⅢ期及Ⅳ期。检测血清中丙二醛、超氧化物歧化酶1水平;通过DIA蛋白定量测序、免疫蛋白印迹试验及碱性磷酸检测并验证患者股骨头中超氧化物歧化酶1、谷胱甘肽过氧化物酶4、Bcl-2蛋白的表达。结果与结论:①激素性股骨头坏死患者的ARCO分期与年龄、性别、侧别无关;②ARCOⅢ期患者血清中丙二醛、超氧化物歧化酶1水平较Ⅱ期、Ⅳ期高;③在坏死区域与正常区域对比中,DIA蛋白定量测序结果显示,差异蛋白的功能主要与氧化还原相关,其中坏死区域中超氧化物歧化酶1、谷胱甘肽过氧化物酶4、Bcl-2蛋白表达较正常区域低,且ARCOⅣ期低于Ⅲ期;Western blot验证了DIA蛋白定量结果,且坏死区域中碱性磷酸酶活性低于正常区域,Ⅳ期低于Ⅲ期;④在坏死区域与硬化带区域中,差异蛋白的功能同样与氧化还原相关,且坏死区域中超氧化物歧化酶1、谷胱甘肽过氧化物酶4、Bcl-2蛋白表达及碱性磷酸酶活性较硬化带区域低,且Ⅳ期低于Ⅲ期;⑤结果说明,糖皮质激素可通过上调氧化应激水平,诱导成骨细胞铁死亡的发生,抑制成骨功能,影响激素性股骨头坏死的进展。

活血化瘀中药联合富血小板血浆改善激素性股骨头坏死的作用机制

背景:目前发现活血化瘀中药、富血小板血浆技术都能够修复受损血管,促进血管再生,重建股骨头内血运,恢复正常血供,进一步促进成骨作用,在早期干预激素性股骨头坏死方面均表现出一定的优势,可更加深入了解活血化瘀中药及富血小板血浆技术改善激素性股骨头坏死的作用机制,为今后治疗提供新思路。目的:根据国内外相关文献,综述活血化瘀中药联合富血小板血浆技术改善激素性股骨头坏死作用机制的研究进展。方法:检索PubMed、Web of Science、Metstr、中国知网及万方数据库收录的相关文献。以“中药、信号通路、激素性股骨头坏死、血管内皮生长因子、富血小板血浆”及“traditional Chinese medicine、signal pathways、steroid induced necrosis of femoral head、vascular endothelial growth factor、platelet rich plasma”分别作为中、英文检索词,检索文献时限为2000年1月至2022年7月,最终纳入相关文献75篇。结果与结论:活血化瘀中药及富血小板血浆技术在干预早期激素性股骨头坏死方面均表现出一定的优势。对于中医药而言,无论是活血化瘀单体药还是复方药都可以有效缓解激素性股骨头坏死疾病进一步发展,具体作用机制如下:①活血化瘀中药有显著抗凝作用,可以拮抗激素药物造成的血液异常(高凝)状态,进一步恢复股骨头内的正常血供;②活血化瘀中药可修复受损的血管内皮,通过激活血管内皮生长因子,使血管再生,重塑股骨头内血运;③活血化瘀中药祛瘀效果明显,可减少骨髓腔内的脂肪细胞堆积,缓解股骨头内压力;④活血化瘀中药可调控相关信号通路,维持骨代谢,促进成骨细胞、破骨细胞分化平衡,有效减轻激素性股骨头坏死。此外,富血小板血浆中含有大量高浓度细胞生长因子,对成骨作用及血管再生均起到正向作用,同时也可改善血液异常状态。活血化瘀中药联合富血小板血浆技术可发挥二者自身生物作用,干预效果更加显著。

骨痹通消颗粒干预激素性股骨头坏死小鼠模型的作用及机制

背景:研究发现,糖皮质激素可抑制甲状旁腺素1受体(parathyroid hormone typeⅠreceptor,PTH1R)/蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)信号轴中关键基因表达,干扰骨髓间充质干细胞向成骨、成血管方向分化,导致骨内血供、骨组织结构的破坏。课题组前期研究结果表明骨痹通消颗粒可诱导血管形成、抑制成骨细胞凋亡,对激素性股骨头坏死具有一定的防治作用,其机制尚未明确。目的:观察骨痹通消颗粒对激素性股骨头坏死模型小鼠的治疗效果,从PTH1R/PKA信号轴探讨其作用机制。方法:采取腹腔注射脂多糖和臀肌注射醋酸泼尼松龙建立激素性股骨头坏死模型,将造模成功的60只C57小鼠随机分成模型组、骨痹通消颗粒组和通络生骨胶囊组,每组20只,另选取12只健康小鼠作为正常对照组,分别灌胃相应药物12周后,苏木精-伊红染色观察股骨头组织形态学变化,酶联免疫吸附测定法检测血清中骨碱性磷酸酶、Ⅰ型氨基端延长肽、甲状旁腺激素、骨钙素、碱性磷酸酶水平,Western blot和RT-qPCR法检测股骨头组织中PTH1R、PKA、MEF2、SOST、GNAS的蛋白及基因表达水平。结果与结论:骨痹通消颗粒可能通过降低小鼠血清甲状旁腺激素水平,抑制PTH1R/PKA信号轴的激活,进一步上调SOST、MEF2的表达,提高骨碱性磷酸酶、Ⅰ型氨基端延长肽、骨钙素、碱性磷酸酶水平,从而改善股骨头坏死情况,与通络生骨胶囊干预效果相当,推测骨痹通消颗粒可能通过调节PTH1R/PKA信号轴发挥防治激素性股骨头坏死的作用。

内热针治疗兔激素性股骨头坏死的机制

背景:内热针疗法是将针刺疗法和热疗相结合的新型治疗技术,对激素性股骨头坏死有很好的临床效果,但作用机制仍不完全清晰。目的:探讨内热针疗法治疗兔激素性股骨头坏死的可能作用机制。方法:32只新西兰兔采用随机数字表法分为空白组、模型组、内热针组、冲击波组,每组8只。模型组、内热针组、冲击波组采用甲泼尼龙琥珀酸钠联合大肠杆菌内毒素造模。内热针组对兔臀部进行内热针干预,每周1次,每次20 min;冲击波组对兔臀部进行冲击波干预,每周1次,每次2000下;空白组和模型组不给予任何治疗。干预4周后进行实验兔采血及双侧股骨头取材,采用ELISA法检测血清中肿瘤坏死因子α、白细胞介素6水平;苏木精-伊红染色观察各组实验兔股骨头骨组织形态学变化并计算空骨陷窝率;免疫组织化学染色和蛋白免疫印迹法检测骨组织中基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶9、基质金属蛋白酶组织抑制剂1、基质金属蛋白酶组织抑制剂2的蛋白表达。结果与结论:①与空白组相比,造模兔出现摄食减少、精神萎靡、活动减少等表现;与模型组相比,内热针及冲击波治疗后实验兔的上述表现均明显改善;②与空白组相比,模型组的股骨头组织形态学明显恶化且空骨陷窝率升高(P<0.001);内热针组及冲击波组的股骨头组织形态学较模型组明显改善且空骨陷窝率降低(P<0.001);③与空白组相比,模型组的血清肿瘤坏死因子α、白细胞介素6水平明显升高(P<0.05);与模型组相比,内热针组及冲击波组的血清肿瘤坏死因子α、白细胞介素6水平明显降低(P<0.05);④与空白组相比,模型组实验兔股骨头组织中基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶9蛋白表达水平明显升高(P<0.001),基质金属蛋白酶组织抑制剂1、基质金属蛋白酶组织抑制剂2的蛋白表达水平明显降低(P<0.001);与模型组相比,内热针组及冲击波组实验兔股骨头组织中基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶9蛋白表达水平明显降低(P<0.001),基质金属蛋白酶组织抑制剂1、基质金属蛋白酶组织抑制剂2的蛋白表达水平明显升高(P<0.001);⑤结果表明,内热针可能通过调控基质金属蛋白酶/基质金属蛋白酶组织抑制剂及血清炎性因子水平,促进坏死股骨头的修复,从而达到治疗早期激素性股骨头坏死的目的。

m^(6)A相关基因在激素性股骨头坏死中的生物信息学分析

背景:m^(6)A修饰与股骨头坏死的发生发展相关,但在激素性股骨头坏死中的作用尚不清楚。目的:基于GEO数据库,采用生物信息学方法分析激素性股骨头坏死中表达差异的m^(6)A基因及互作miRNAs,探寻其潜在发病机制。方法:在GEO数据库中检索并下载与激素性股骨头坏死相关的mRNA表达谱数据集(GSE123568),通过R软件对数据集进行差异基因筛选及GO功能、KEGG通路富集分析。识别差异基因中的m^(6)A差异表达基因(m^(6)A-DEGs)并对其进行GO功能与KEGG通路富集分析,比较m^(6)A-DEGs的表达量并分析它们之间的相关性。最后通过Cytoscape构建m^(6)A-DEGs的PPI互作网络及筛选核心基因。使用TargetScan,miRTarBase和miRBD数据库预测m^(6)A-DEGs相关的潜在miRNAs,同时使用ChIPBase及hTFtarget数据库预测7个核心基因潜在转录因子,然后分别构建m^(6)A-miRNA与转录因子m^(6)A调控网络。最后使用数据集GSE74089验证7个核心m^(6)A-DEGs的表达水平。结果与结论:①从数据集中共筛选出2460个差异表达的基因,其中1455个上调,1005个下调。②从数据集中筛选出了14个m^(6)A-DEGs,包括3个下调和11个上调基因,m^(6)A-DEGs在激素性股骨头坏死中的表达具有显著差异(P<0.05),Spearman分析表明它们之间具有一定相关性。③m^(6)A-DEGs的GO和KEGG富集分析主要集中在骨髓细胞分化与发育、免疫受体与细胞因子受体活性、破骨细胞分化、AMPK与白细胞介素17信号通路。④m^(6)A-DEGs前7个核心基因包括YTHDF3,YTHDF1,YTHDF2,ALKBH5,METTL3,HNRNPA2B1及HNRNPC,它们在miRTarBase,miRDB和TargetScan数据库中共有44个miRNA重叠,在ChIPBase及hTFtarget数据库中共有79个重叠转录因子。⑤在GSE74089数据集中有6个核心m^(6)A-DEGs的表达水平与GSE123568数据集一致。⑥结果证实,根据生物信息学方法筛选的7个m^(6)A-DEGs可能通过调控多个miRNA、转录因子和AMPK及白细胞介素17信号通路表达,进而影响激素性股骨头坏死中骨髓细胞分化发育与破骨细胞分化,为进一步深入研究激素性股骨头坏死的发病机制和靶向治疗提供了数据支持和研究方向。

miR-124-3p调控激素性股骨头坏死患者骨髓间充质干细胞成骨分化作用的研究

目的探讨miRNAs和CTNNB1在激素性股骨头坏死患者中的表达水平,以及miR-124-3p对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法选择2020年9月至2022年5月就诊于新疆医科大学第五附属医院行髋关节置换术的患者30例,激素性股骨头坏死患者15例作为实验组,股骨颈骨折患者15例作为对照组。术中扩髓时收集患者的骨髓组织,提取总mRNA,应用qRT-PCR检测各组miR-322-5p、miR-124-3p、miR-125a-3p及CTNNB1的表达量,用Western Blot检测CTNNB1蛋白的表达量。在骨髓间充质干细胞(BMSCs)中转染miR-124-3p的模拟物和抑制剂来检测其对BMSCs分化的影响作用,并验证miR-124-3p与CTNNB1的靶标关系。结果在实验组BMSCs中miR-125a-3p、CTNNB1表达量高于对照组(P<0.05);miR-124-3p的表达量低于对照组(P<0.001),miR-322-5p的表达量在两组中无明显差异。转染miR-124-3p+mimics组的miR-124-3p表达量高于其他组,CTNNB1表达量低于其他组(P<0.001),转染miR-124-3p inhibitor组的结果则相反。分化能力评估发现过表达miR-124-3p可以促进BMSCs成骨分化能力,抑制表达则结果相反。双荧光素酶报告系统结果显示,miR-124-3p与CTNNB1有靶向结合关系。结论miR-124-3p可以靶向CTNNB1,并且miR-124-3p可以调控骨髓间充质干细胞并促进其成骨分化。

α2-巨球蛋白通过调控血管内皮细胞改善小鼠激素性股骨头坏死

目的探讨α2-巨球蛋白(A2M)是否对激素性股骨头坏死(SANFH)具有保护作用。方法体外实验:用梯度浓度(10-8~10-5 mol/L)地塞米松(DEX)处理人脐静脉内皮细胞(HUVECs)建立糖皮质激素(GC)诱导内皮细胞损伤体外模型,设置对照组、DEX组、DEX+A2M(0.05mg/mL)和DEX+A2M(0.1mg/mL)4组,采用CCK-8法检测细胞活性,Transwell实验和划痕愈合实验检测HUVECs迁移,血管形成实验检测HUVECs血管形成能力,Western blot检测HUVECs中CD31和VEGF-A蛋白表达水平。体内实验:将24只BALB/c小鼠分为对照组、模型组(GC)和干预组(GC+A2M),Micro-CT检测骨小梁情况,HE染色观察组织学特征,免疫组化染色检测CD31的表达。结果与对照组相比,DEX处理后,HUVECs的活力下降,细胞迁移速度减慢,血管形成能力下降;并且DEX处理组细胞活性随着DEX浓度增加和刺激时间延长而降低(P<0.05);加入A2M后,经DEX处理的HUVECs活性、细胞迁移能力和血管形成能力得以恢复,并和A2M的浓度成正相关(P<0.05);Westernblot结果显示,与对照组相比,DEX降低了HUVECs的CD31和VEGF-A蛋白表达水平,而A2M的介入使经DEX处理的HUVECs的CD31和VEGF-A蛋白表达水平得以恢复(P<0.05)。与对照组相比,GC组小鼠股骨头骨小梁明显破坏,破坏的骨小梁里充斥着大量空骨陷窝和肥大的脂肪细胞,CD31表达下降(P<0.05);与GC组相比,GC+A2M组骨小梁的破坏较轻,大部分正常骨组织结构存在,并上调CD31的表达(P<0.05)。结论A2M上调经DEX处理的HUVECs的增殖、迁移和血管形成A2M通过减轻股骨头内微循环损伤及维持微循环的稳定对激素性股骨头坏死起一定的保护作用。

补肾活血胶囊治疗激素性股骨头坏死组方分析:基于“虚”“瘀”理论

激素性股骨头坏死(SONFH)是骨科常见疾病,因其高发病率与低预后率,逐渐成为骨科重点关注的难治疾病。山东中医药大学附属医院李刚教授所创制的补肾活血胶囊经过了临床疗效及分子机制研究等多方面验证,且在临床治疗SONFH的实践中取得一定成果。从中医基础理论、药物有效组分的现代药理、分子机制研究等多方面对补肾活血胶囊治疗激素性股骨头坏死的组方进行分析,为临床治疗提供参考。