骨质疏松性脊柱椎体压缩骨折经皮椎体成形后骨水泥外漏原因及治疗策略

背景:随着人口老龄化的加剧,骨质疏松症的发病率逐年上升,而骨质疏松性脊柱椎体压缩骨折作为其中的一种常见并发症,给患者带来了极大的痛苦和不便。经皮椎体成形术作为一种有效的治疗方法,在临床上得到了广泛应用。然而,骨水泥外漏作为该手术的一个潜在风险,一直是研究者们关注的重点。目的:探讨骨质疏松性椎体压缩骨折经皮椎体成形后骨水泥外漏的原因及处理策略。方法:选择2017年3月至2021年2月于北京市平谷区医院骨科行经皮椎体成形治疗的骨质疏松性椎体压缩骨折患者100例为研究对象,根据术后12个月随访结果分为骨水泥外漏组(n=27)和无骨水泥外漏组(n=73)。Cox比例风险回归分析筛选术后骨水泥外漏的影响因素,用以构建术后骨水泥外漏风险预测列线图模型,并对模型进行评价。行骨水泥外漏治疗后,观察术前、术后3 d、术后12个月时,27例患者的目测类比评分、Oswesry功能障碍指数。结果与结论:①27例骨水泥外漏患者中,24例均为椎间盘终板内渗漏,无明显症状及不适,无需特殊处理;1例发生肺栓塞,请呼吸科协助处理得以好转;2例有症状,行经皮椎间孔镜下骨水泥取出术;②CT值、骨折严重程度、骨水泥黏度、皮质断裂、骨水泥注入量是术后发生骨水泥外漏的独立影响因素(P<0.05);③列线图模型的校准度、区分度均较好,且具有很好的临床实用性;④对于27例术后骨水泥外漏患者,术后3 d、术后12个月时,目测类比评分均显著低于术前,差异有显著性意义(P<0.05);术后12个月的Oswesry功能障碍指数显著低于术后3 d,差异有显著性意义(P<0.05);⑤结果表明,骨水泥注入量、骨水泥黏度、皮质断裂、CT值、骨折严重程度是经皮椎体成形术后发生骨水泥外漏的危险因素。

绝经后骨质疏松症动物模型研究现状及趋势的文献计量可视化分析

背景:近年来,绝经后骨质疏松症受到社会的广泛关注,随着动物模型研究的逐渐深入,动物模型已然成为现代中医药研究的重要手段以及实验基础,因此了解动物模型的研究现状、热点及发展趋势尤为重要。目的:分析国内外绝经后骨质疏松症动物模型的研究现状、热点及发展趋势,为后续研究提供一定的理论基础及参考依据。方法:以“主题词=绝经后骨质疏松AND主题词=鼠+兔+犬+猪+羊+猴+鱼+实验动物+动物实验”为检索式,对1999-01-01/2023-10-01在中国知网、万方数据库中的文章进行主题词检索;同时以“TS=(Postmenopausal osteoporosis)AND TS=(mouse OR mice OR rat OR rabbit OR dog OR swine OR pig OR sheep OR monkey OR fish or flies OR“laboratory animal”OR“experiment animal”)”为检索式,对1999-01-01/2023-10-01在Web of Science核心合集数据库中的文章进行主题词检索。应用Citespace软件对文献作者、机构、国家、关键词以及文献共被引量进行可视化分析。结果与结论:①分析后筛选中国知网及万方数据库共纳入1238篇文献,Web of Science核心合集数据库共纳入3419篇文献。自1999年来,该领域发文量总体呈上升趋势,研究中心性最高的是美国,发文量最高的是中国,研究中心性最高的机构为美国加利福尼亚大学。②去除与文章主题直接相关的关键词,综合共现频率及中心性,“生物力学”“左归丸”“阿仑膦酸盐”“乳腺癌”“生化指标”处于该研究领域较为核心的地位。③通过文献共被引分析,被引频次前10位的文献中有5篇文献与绝经后骨质疏松症治疗措施与临床疗效有关。④综合关键词与共被引文献分析显示,探究成骨细胞的形成以及骨形成的机制、代谢组学的作用机制、中药复方的治疗、信号通路、甲状旁腺激素治疗及硬骨素抗体治疗等方面是当下的研究热点也是未来的研究趋势。

单细胞转录组测序技术在骨质疏松症研究中的应用与进展

背景:骨质疏松导致的脆性骨折发病率逐年上升,亟需探索其病理生理、潜在生物标志物、治疗靶点及有效药物。骨微环境中存在多种细胞,对骨代谢的维持至关重要。近几年,单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术被开发用于表征单个细胞的转录组,并逐步应用到骨质疏松症防治的研究。目的:综述单细胞转录组测序技术在骨质疏松症研究中的应用与进展。方法:由第一作者使用计算机检索Web of Science,PubMed和中国知网数据库中2009-2023年出版的文献,英文检索词为:“single-cell RNA sequencing,bone marrow derived stromal cells,osteoblasts,osteocytes,osteoclasts,immune cells,Bone marrow vascular endothelial cells”;中文检索词为:“单细胞转录组测序,骨髓间充质干细胞,成骨细胞,骨细胞,破骨细胞,免疫细胞,骨髓血管内皮细胞”;通过阅读筛选相关文献,最终纳入89篇文献进行综述分析。结果与结论:①单细胞转录组测序技术能够深入了解细胞发育、增殖、分化的轨迹及其调控机制。②影响骨密度的候选基因主要富集在骨髓间充质干细胞亚群,其中Sox9是关键的转录因子。③成骨细胞不同亚群中差异表达Runx2控制骨髓间充质干细胞向成骨细胞方向分化。④破骨细胞分化过程中RAB38与组蛋白修饰和转录调控动态变化有关。⑤单细胞层面研究证实,骨微环境中存在多种细胞间通讯,破骨细胞可能通过CD160-TNFRSF14配体-受体结合进行细胞间通讯;中性粒/单核细胞与成骨细胞间可能通过RESISTIN通路进行交互;浆样树突状细胞与成骨细胞系通过表皮生长因子通路进行交流;均可以为靶点预测和药物研发提供方向。⑥新的骨髓毛细血管内皮细胞亚群,称为S型内皮细胞,完全起源于骨骺次级骨化中心,甚至比H型血管更具有可塑性。⑦文章从细胞角度总结单细胞转录组测序技术在表征不同骨组织细胞的分化命运和分化轨迹、识别新的细胞亚群、鉴定细胞调控因子及明确细胞间通讯的研究进展,为探讨骨质疏松症的病理机制、筛选潜在诊断标志物、预测治疗靶点及探究药物作用机制提供细胞层面的信息。⑧未来单细胞测序技术将向单细胞多组学(基因组、蛋白组学及代谢组学)方向及结合其他诸如空间转录组技术为骨组织细胞变化提供更有价值的信息。

山姜素调节cAMP/PKA/CREB信号通路促进骨质疏松性骨折大鼠骨折愈合

背景:山姜素具有抗炎、抗肿瘤、抗菌等作用,已被证实能够缓解骨质疏松症,但山姜素对骨质疏松性骨折的影响及机制仍不清楚。目的:探讨山姜素调节环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白信号通路对骨质疏松性骨折大鼠的改善作用。方法:采用双侧卵巢切除手术构建骨质疏松症骨折大鼠模型,将成功造模大鼠依据随机数字表法分为山姜素低、中、高剂量组、抑制剂组和模型组,另选12只大鼠作为假手术组。骨折造模当天,山姜素低、中、高剂量组大鼠灌胃7.5,15,30 mg/kg的山姜素+腹腔注射等量的生理盐水,抑制剂组灌胃30 mg/kg的山姜素+腹腔注射5 mg/kg的H-89(通路抑制剂),模型组与假手术组给予(灌胃+腹腔注射)等量生理盐水,1次/d,连续8周。放射性检查评估大鼠骨折愈合情况并进行愈合评分;骨密度扫描仪测定骨折处骨密度;通过三点弯曲实验和压缩实验评估大鼠股骨生物力学状况;苏木精-伊红染色观察大鼠骨折处病理损伤;酶联免疫吸附(ELISA)法检测血清碱性磷酸酶、骨钙素和Ⅰ型胶原交联C-末端肽、环磷酸腺苷水平的变化;Western blot检测股骨组织中骨形态发生蛋白2和环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白通路蛋白表达。结果与结论:①相较于假手术组,模型组大鼠骨折愈合评分、骨密度、最大负荷、最大应力、碱性磷酸酶、骨钙素、环磷酸腺苷水平、骨形态发生蛋白2、磷酸化蛋白激酶A/蛋白激酶A、磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白表达下降,Ⅰ型胶原交联羧基末端肽水平增加(P<0.05);与模型组比较,山姜素各剂量组大鼠上述各项指标呈现相反的变化(P<0.05);与山姜素高剂量组比较,抑制剂组大鼠上述指标变化均被逆转(P<0.05)。②结论:山姜素可能通过激活环磷酸腺苷/蛋白激酶A/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白信号通路加速骨质疏松症骨折大鼠的骨折愈合。

女贞子活性成分防治骨质疏松症的分子机制

背景:目前,中医药已被证实在抗骨质疏松方面具有显著作用,女贞子活性成分的抗骨质疏松有效性及作用机制逐渐得到学者们的关注。目的:分析总结女贞子活性成分在体内外发挥抗骨质疏松方面的研究进展。方法:检索中国知网及PubMed数据库收录的相关文献,中文检索词为“骨质疏松症,骨髓间充质干细胞,成骨细胞,破骨细胞,女贞子,信号通路”;英文检索词为“Osteoporosis,Bone marrow mesenchymal stem cells,Osteoblast,Osteoclast,Ligustri Lucidi Fructus,Signal path”,并根据研究需要确立相应的标准,对所得文献进行筛选,最终纳入82篇文献进行综述。结果与结论:女贞子活性成分在体内外发挥抗骨质疏松作用主要涉及以下几种重要成分:①红景天苷通过抑制骨硬化蛋白(SOST)和Dickkopf相关蛋白1(Dkk1)的表达,激活了Wnt/β-catenin信号通路,该激活过程增强了去卵巢大鼠和原代成骨细胞中磷酸化低密度脂蛋白受体相关蛋白6(p-LRP6)的表达,同时降低了糖原合酶激酶3β的表达。进一步地,红景天苷促进了细胞核内β-catenin、特异性转录因子2(Runx2)和骨髓细胞瘤病毒癌基因(c-Myc)的表达,从而促进了成骨细胞的骨形成能力。红景天苷可直接作用于成骨细胞,促进骨形成,为骨质疏松症的治疗提供了新的策略。②橄榄苦苷显著提高了SD大鼠的骨密度,并通过降低终末白细胞介素6和碱性磷酸酶浓度来调节骨代谢。体外实验表明,橄榄苦苷促进了成骨细胞的增殖,并上调了骨保护素蛋白和mRNA的表达,同时抑制了核转录因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL)蛋白和mRNA的表达。这一作用机制与调节骨保护素/RANKL系统的平衡密切相关,展现出能提高骨密度,又能通过调节骨代谢相关因子来维护骨骼健康的优势,但对Ca2+浓度无显著影响,可能限制了其在某些特定骨质疏松类型中的应用。③松果菊苷通过降低磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3 kinase,PI3K)的表达、减少蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)的磷酸化程度和破骨特殊标记蛋白(c-Fos)的表达,有效抑制了破骨细胞中PI3K/Akt/c-Fos通路的激活。这一抑制作用降低了破骨细胞的增殖和成熟能力,从而有助于减少骨吸收,其优势能直接针对破骨细胞进行干预,为骨质疏松症的治疗提供了新的靶点,但是目前对破骨细胞的具体调控机制尚需深入研究,且其长期效果和安全性需进一步评估。④女贞子活性成分在骨质疏松方面展现出良好的治疗效果,但其作用机制复杂,涉及多个基因、蛋白和信号通路的相互作用,未来需开展大规模的临床试验以验证其有效性和安全性,同时需要进一步探索女贞子活性成分与其他药物的联合应用策略,以期获得更好的治疗效果。

股骨假体对位不齐对骨质疏松患者膝关节内侧单髁置换后外侧间室结构应力的影响

背景:假体对位不齐和患者骨质情况是影响单髁置换预后的重要因素,内侧单髁置换后外侧间室骨关节炎进展是导致其高翻修率的主要并发症。因此,这将成为今后的研究热点。目的:分析不同股骨假体倾斜角度对正常骨质和骨质疏松患者内侧单髁置换后外侧间室结构应力的影响,并探讨骨质疏松与术后外侧间室骨关节炎的相关性。方法:使用经验证的膝关节有限元模型,建立正常骨质(M1)和骨质疏松(M2)单髁置换模型,并分别建立股骨假体倾斜模型(正常骨质组:内倾3°,6°,9°,12°、标准位置0°、外倾3°,6°,9°,12°;骨质疏松组:内倾3°,6°,9°,12°、标准位置0°、外倾3°,6°,9°,12°),共计18种工况。评估不同股骨假体倾斜角度对外侧间室半月板、胫骨软骨和股骨软骨的应力大小和分布的影响。结果与结论:①两组模型外侧间室半月板表面和胫骨软骨表面的高应力值随假体内倾角度的增加而增加,随假体外倾角度的增加而减小,相同工况下骨质疏松组半月板表面的峰值应力大于正常骨质组,但骨质疏松组胫骨软骨表面的峰值应力却小于正常骨质组;②两组模型外侧间室股骨软骨的高应力值随假体内倾和外倾角度的增加而增加,相同工况下骨质疏松组股骨软骨的峰值应力大于正常骨质组;③提示固定平台股骨假体内倾时,正常骨质和骨质疏松膝关节内侧单髁置换后外侧间室结构的应力均将增加,骨质疏松膝关节外侧间室应力增加更为明显;所以单髁置换过程中应特别注意假体安放位置,尽量避免内倾和外倾;同时,研究结果证实了骨质疏松可能会加重内侧单髁置换后外侧间室骨关节炎的进展。

肠道菌群与骨质疏松性骨折

背景:骨质疏松性骨折是骨质疏松症最严重的并发症,既往的研究已经证实了肠道菌群对骨骼组织具有调节作用,肠道菌群与骨质疏松性骨折有着重要关系,但是二者之间的因果关系尚不清楚。目的:使用孟德尔随机化(MR)方法探索肠道菌群与骨质疏松性骨折之间的因果关系。方法:从IEU Open GWAS数据库和芬兰数据库R9中分别获得了肠道菌群和骨质疏松性骨折的GWAS数据集,以肠道菌群作为暴露因素,骨质疏松性骨折作为结局变量,采用随机效应逆方差加权法、MR-Egger回归、加权中位数法、简单模型法以及加权模型法进行孟德尔随机化分析来评估肠道菌群与骨质疏松性骨折之间是否存在因果关系,通过敏感性分析来检验结果的可靠性和稳健性,并进行反向孟德尔随机化分析来进一步验证正向孟德尔随机化分析中确定的因果关系。结果与结论:①此孟德尔随机化分析结果表明,肠道菌群与骨质疏松性骨折之间存在因果关系。放线菌目(OR=1.562,95%CI:1.027-2.375,P=0.037)、放线菌科(OR=1.561,95%CI:1.027-2.374,P=0.037)、放线菌属(OR=1.544,95%CI:1.130-2.110,P=0.006)、丁酸球菌属(OR=1.781,95%CI:1.194-2.657,P=0.005)、粪球菌属-2(OR=1.550,95%CI:1.068-2.251,P=0.021)、Family ⅩⅢ UCG-001属(OR=1.473,95%CI:1.001-2.168,P=0.049)、产甲烷短杆菌属(OR=1.274,95%CI:1.001-1.621,P=0.049)、罗氏菌属(OR=1.429,95%CI:1.015-2.013,P=0.041)的丰度升高,会增加患者骨质疏松性骨折的风险;②拟杆菌纲(OR=0.660,95%CI:0.455-0.959,P=0.029)、拟杆菌目(OR=0.660,95%CI:0.455-0.959,P=0.029)、克里斯滕森氏菌科(OR=0.725,95%CI:0.529-0.995,P=0.047)、瘤胃球菌科(OR=0.643,95%CI:0.443-0.933,P=0.020)、肠杆菌属(OR=0.558,95%CI:0.395-0.788,P=0.001)、直肠真杆菌属(OR=0.631,95%CI:0.435-0.916,P=0.016)、毛螺菌科-UCG008(OR=0.738,95%CI:0.546-0.998,P=0.048)、瘤胃梭菌属-9(OR=0.492,95%CI:0.324-0.746,P=0.001)的丰度升高,会降低患者骨质疏松性骨折的风险。③文章通过孟德尔随机化方法发现了16种与骨质疏松性骨折相关的肠道菌群,即以肠道菌群为暴露因素,骨质疏松性骨折为结局变量,8种肠道菌群与骨质疏松性骨折呈正向因果关联,另外8种肠道菌群与骨质疏松性骨折呈负向因果关联。④此研究结果不仅为临床上骨质疏松性骨折的早期预测及潜在治疗靶点确定了新的生物标志物,还为骨组织工程中研究通过肠道菌群改善骨质疏松性骨折的发生与预后提供了实验基础和理论依据。

新橙皮苷治疗骨质疏松症的靶点及对骨髓间充质干细胞成骨分化的作用

背景:前期研究发现新橙皮苷可以延缓去卵巢小鼠的骨丢失,具有治疗骨质疏松症的潜力,但其具体作用机制仍有待探究。目的:基于生物信息学和体外细胞实验探索新橙皮苷治疗骨质疏松症的关键靶点与可能机制。方法:从GEO数据库获得骨质疏松症相关的基因表达数据集,通过R语言筛选和分析差异表达基因,从GeneCards和DisGeNET数据库筛选骨质疏松症的相关靶点,从ChEMBL和PubChem数据库筛选新橙皮苷的相关靶点,三者取交集获得共同靶点,使用String数据库构建交集基因的PPI网络,筛选关键目标靶点,使用DAVID数据库进行GO、KEGG富集分析,运用AutoDock软件对新橙皮苷与目标靶点蛋白进行分子对接验证。检测新橙皮苷对C57小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响,以完全培养基为空白对照组、成骨诱导液为对照组,含不同浓度(25,50μmol/L)新橙皮苷的成骨诱导液为实验组,在相应时间检测细胞成骨分化过程中碱性磷酸酶的表达、矿化程度、成骨相关基因及目标靶点基因的表达。结果与结论:(1)筛选出差异表达基因9253个,骨质疏松症相关靶点2161个,新橙皮苷相关靶点326个,三者共同靶点53个,53个基因在骨质疏松症样本中皆上调。PPI网络筛选出具有研究意义的目标靶点基因PRKACA。GO功能与KEGG通路富集分析表明,新橙皮苷通过PRKACA靶点治疗骨质疏松症主要依靠蛋白质磷酸化和蛋白质自身磷酸化等生物过程,作用于内分泌抵抗、癌症中的蛋白聚糖、雌激素信号通路等发挥治疗作用。分子对接结果表明,新橙皮苷与目标靶点PRKACA对应的蛋白有一定的结合能力。(2)碱性磷酸酶染色显示新橙皮苷可以促进间充质干细胞成骨分化早期碱性磷酸酶的表达,茜素红染色显示新橙皮苷可以促进间充质干细胞成骨分化的矿化。RT-qPCR检测结果显示,新橙皮苷可以促进碱性磷酸酶、PRKACA、骨钙素mRNA的表达。(3)结果表明,新橙皮苷可能通过雌激素信号通路上的PRKACA靶点促进成骨分化,从而防治骨质疏松症。

原发性骨质疏松潜在生物标志物的生物信息学分析

背景:原发性骨质疏松症的发病率高,但发病机制尚不完全清楚,目前尚缺乏有效的早期筛查指标和治疗方案。目的:通过综合生物信息学分析,进一步探索原发性骨质疏松症的发生机制。方法:原发性骨质疏松症数据来自公共基因表达数据库,筛选差异基因分别进行GO功能和KEGG通路富集分析。此外,将差异基因进行蛋白质-蛋白质相互作用网络确定原发性骨质疏松症相关核心基因,并通过最小绝对收缩和选择运算算法来识别并验证原发性骨质疏松症相关的生物标志物,并分别进行免疫细胞相关分析、基因富集分析以及药物标靶网络分析。最后将生物标志物行qPCR实验验证。结果与结论:①该研究中共获得126个差异基因以及前列腺素、表皮生长因子受体、丝裂原活化蛋白激酶3、转化生长因子B1和视网膜母细胞瘤基因1等5个生物标志物。②GO分析表明差异基因主要富集在细胞对氧化应激的反应以及自噬的调节等方面;KEGG分析显示主要集中在自噬以及细胞衰老等通路当中。③生物标志物的免疫分析发现,前列腺素,视网膜母细胞瘤基因1、丝裂原活化蛋白激酶3与免疫细胞密切相关。④基因富集分析表明,生物标志物与免疫相关途径有关。⑤药物标靶网络分析显示5个生物标志物与原发性骨质疏松症药物相关。⑥qPCR结果表明,前列腺素、表皮生长因子受体、丝裂原活化蛋白激酶3和转化生长因子B1在原发性骨质疏松症样本中,与对照样本相比表达显著上升(P<0.001),而视网膜母细胞瘤基因1在原发性骨质疏松症样本中,与对照样本相比表达显著下降(P<0.001)。⑦总之,该研究筛选并验证了5个原发性骨质疏松潜在生物标志物,为进一步深入探究原发性骨质疏松症的发病机制、早期筛查诊断及靶向治疗提供了参考依据。

外周血细胞与骨质疏松症的因果关系

背景:流行病学调查和一些实验表明,外周血细胞和骨质疏松症存在密切关系,但两者在遗传学层面上的因果关系尚不清楚。目的:运用孟德尔随机化探究外周血细胞和骨质疏松症的因果关系。方法:从BCX、MRC-IEU等数据库分别获取外周血细胞、不同年龄段全身骨密度、跟骨骨密度的GWAS数据集,将血细胞作为暴露数据,不同年龄段骨密度及跟骨骨密度作为结局数据,使用逆方差加权法、MR-Egger、加权中值法、加权中位数、简单中位数等方法进行孟德尔随机化分析,使用Cochran’s Q、MR-Egger回归、Leave-one-out法等检验对结果进行异质性、多效性和敏感性评估,用β值评估暴露与结局的因果关系。结果与结论:①因Cochran’s Q结果显示孟德尔随机化结果存在异质性,故研究结果以逆方差加权法结果为标准。逆方差加权结果显示:当不同年龄段骨密度作为结局时,白细胞计数与(45-60岁)全身骨密度呈负向因果关系(β=-0.07,95%CI:-0.13,-0.01,P=0.02),单核细胞计数与(45-60岁)全身骨密度呈正向因果关系(β=0.05,95%CI:0.00,0.10,P=0.037),白细胞计数、嗜碱性粒细胞计数与(>60岁)全身骨密度呈负向因果关系(β=-0.04,95%CI:-0.07,-0.01,P=0.005;β=-0.04,95%CI:-0.07,-0.00,P=0.038),血红蛋白浓度及红细胞压积与(>60岁)全身骨密度呈正向因果关系(β=0.04,95%CI:0.01,0.08,P=0.012;β=0.04,95%CI:0.00,0.07,P=0.039),白细胞计数与(未区分年龄段)全身骨密度呈负向因果关系(β=-0.10,95%CI:-0.16,-0.03,P=0.002);当跟骨骨密度作为结局时,白细胞计数与跟骨骨密度呈负向因果关系(β=-0.04,95%CI:-0.07,-0.01,P=0.016),血红蛋白浓度、红细胞压积与跟骨骨密度呈正向因果关系(β=0.05,95%CI:0.01,0.08,P=0.007;β=0.05,95%CI:0.01,0.08,P=0.004)。②为保证结果稳健性,将外周血细胞与不同年龄段全身骨密度、跟骨骨密度的孟德尔随机化结果进行Meta分析,结果提示对数变换后的白细胞计数每降低一个标准差,会使骨密度降低的风险减少5%(OR=0.95,95%CI:0.94,0.97,P<0.001);血红蛋白浓度、红细胞压积每增加一个标准差,会使骨密度降低风险减少4%(OR=1.04,95%CI:1.03,1.06,P<0.001)。③结果提示:外周血细胞中白细胞计数增加是骨密度的风险因素;红细胞压积、血红蛋白浓度增高是骨密度的保护因素。

黄芪补肾活血汤对芳香化酶抑制剂诱导骨质疏松模型小鼠破骨细胞活性的影响

背景:芳香化酶抑制剂尽管显著提高了激素受体阳性乳腺癌患者的临床获益,但其相关的不良事件——骨质疏松严重影响了患者的生活质量,黄芪补肾活血汤能有效预防芳香化酶抑制剂所致骨质疏松的发生,但是其作用机制尚不清楚。目的:探究黄芪补肾活血汤对芳香化酶抑制剂所致骨质疏松模型小鼠破骨细胞活性的影响及机制。方法:选取60只8周龄C57BL/6J雌性小鼠随机分为假手术组、模型组、黄芪补肾活血汤高、中、低剂量组、阳性对照组各10只,除假手术组外,其余组小鼠均切除双侧卵巢联合皮下注射来曲唑构建绝经后芳香化酶抑制剂所致骨质疏松模型,黄芪补肾活血汤高、中、低剂量组分别给予19.24,9.62,4.81 g/(kg·d)黄芪补肾活血汤进行灌胃(1次/d),阳性对照组给予阿仑膦酸钠5 mg/kg灌胃(1次/周)。给药3个月后,Micro-CT检测胫骨骨密度和骨微结构,对股骨进行苏木精-伊红染色、抗酒石酸酸性磷酸酶染色及免疫组化检测核因子κB受体活化因子配体、骨保护素蛋白表达,ELISA检测血清中Ⅰ型胶原交联羧基端肽、抗酒石酸酸性磷酸酶5b水平。结果与结论:①与假手术组相比,模型组小鼠骨密度显著下降、骨小梁形态疏松断裂、血清中Ⅰ型胶原交联羧基端肽、抗酒石酸酸性磷酸酶5b水平显著上升,表明芳香化酶抑制剂所致骨质疏松模型构建成功;②与模型组相比,黄芪补肾活血汤高、中、低剂量组和阳性对照组小鼠骨密度、骨微结构显著改善,骨小梁形态增粗致密,血清中Ⅰ型胶原交联羧基端肽、抗酒石酸酸性磷酸酶5b水平显著下降,破骨细胞数量减少,核因子κB受体活化因子配体蛋白表达下降,骨保护素蛋白表达升高。结果表明,黄芪补肾活血汤可能调控核因子κB受体活化因子配体/核因子κB受体活化因子/骨保护素信号通路抑制破骨细胞活性,改善骨小梁形态和骨微结构,提高骨密度,进而预防芳香化酶抑制剂所致骨质疏松模型的发生发展。

骨质疏松患者单髁置换过程中股骨假体置入位置优化的有限元分析

背景:骨质疏松患者行单髁置换过程中,股骨假体的合理置入范围尚未见研究,既往的相关研究常建立在正常骨质的单髁置换模型上,而对于非正常骨质模型的力学研究较少。单髁置换后的并发症已经被证实与骨质疏松高度相关。目的:采用有限元法分析Sled固定平台股骨假体冠状倾斜度对骨质疏松患者单髁置换后生物力学的影响,并且寻找骨质疏松与单髁置换后中远期并发症的相关性。方法:基于数字化影像技术获取膝关节和假体的数据,再通过Mimics、Geomagic studio等专用软件建立一个正常骨质膝关节模型。基于已验证的正常骨质膝关节模型,通过改变材料参数创建骨质疏松膝关节模型。以Sled固定平台股骨假体标准位置(0°)为基准,正常骨质组与骨质疏松组分别依次建立股骨假体内、外翻3°,6°,9°,共计14个单髁置换模型,计算并分析所有单髁置换模型中聚乙烯衬垫表面、胫骨假体下松质骨和皮质骨的应力变化。结果与结论:(1)在骨质疏松模型中,聚乙烯衬垫表面和胫骨假体下松质骨的高应力值随股骨假体倾斜角度的增加而增加,胫骨假体下皮质骨表面的高应力值随假体外翻角度的增加而增加,随内翻角度的增加而减小;(2)对于聚乙烯衬垫表面以及胫骨假体下皮质骨表面,骨质疏松组各倾斜角度模型的高应力值均大于正常骨质组中对应的模型;对于胫骨假体下松质骨表面,骨质疏松组各倾斜角度模型的高应力值均小于正常骨质组中对应的模型;(3)骨质疏松可能会引起单髁置换术后膝关节内部结构的生物力学异常,增加术后假体无菌性松动和假体周围骨折的潜在风险;骨质疏松性膝关节行Sled固定平台内侧单髁置换时应尽可能避免股骨假体在冠状面上内翻/外翻。

不同种族高血压与骨质疏松症之间的关系

背景:多项临床研究观察表明高血压与骨质疏松症之间存在密切关系,但是高血压与骨质疏松症的因果关系尚不清楚。目的:采用全面的两样本孟德尔随机化分析,分别确定亚洲人群和欧洲人群中高血压与骨质疏松症、多部位骨密度和伴有骨折的骨质疏松症之间是否存在因果关系。方法:亚洲人群骨质疏松症数据通过日本生物银行获得,欧洲人群骨质疏松症数据从英国生物银行(UKBB)获得,高血压、多部位骨密度和伴有骨折的骨质疏松症数据均来自于FinnGen R10数据库。采用逆方差加权法、MR-Egger回归法、加权中位数法、加权模型法和简单模型法来研究亚洲人群和欧洲人群中高血压与骨质疏松症、多部位骨密度和伴有骨折的骨质疏松症之间的因果关系;应用综合敏感性分析验证结果的稳健性、异质性和水平多效性;通过Stsiger检测判断骨质疏松症与高血压之间有无反向因果关系。结果与结论:①在亚洲人群中,高血压与骨质疏松症之间没有显著的基因预测因果关系,高血压与跟骨骨密度之间呈正向因果关系;在欧洲人群中,高血压与骨质疏松症呈负向因果关系,与全身骨密度、跟骨骨密度、前臂骨密度及伴有骨折的骨质疏松症之间没有显著的因果关系;②通过Stsiger检测,判断亚洲人群和欧洲人群骨质疏松症、多部位骨密度和伴有骨折的骨质疏松症与高血压之间无反向因果关系;③结果证实:高血压与骨质疏松症之间存在因果关系,即在亚洲人群中,高血压与跟骨骨密度呈正向因果关系;在欧洲人群中,高血压与骨质疏松症呈负向因果关系,但未发现反向因果关联。

长链非编码RNA通过p38MAPK信号通路直接或间接影响骨质疏松症

背景:近年来大量的研究发现长链非编码RNA参与骨质疏松症的发生和发展。p38MAPK信号通路参与骨髓间充质干细胞、成骨细胞以及破骨细胞的分化等过程而参与骨质疏松症的发展,而长链非编码RNA可通过影响p38MAPK信号通路,直接或间接参与骨质疏松症的发生及发展过程。目的:综述长链非编码RNA通过p38MAPK信号通路,直接或间接影响骨质疏松症的进展,为长链非编码RNA在骨质疏松症中预防和治疗提供一个新思路。方法:检索PubMed、中国知网和万方数据库的相关文献,以“长链非编码RNA,骨质疏松,间充质干细胞,成骨细胞,破骨细胞,p38信号通路”为中文检索词,以“long non-coding RNA,osteoporosis,mesenchymal stem cells,osteoblasts,osteoclast,p38 signaling pathway”为英文检索词,排除陈旧、重复以及可信度低的观点,将检索到的文献进行归纳、总结和分析,选取76篇具有代表性的文章。结果与结论:(1)长链非编码RNA通过多种途径参与骨质疏松症的防治,包括促进骨髓间充质干细胞的成骨分化、促进成骨细胞分化和成骨细胞分泌活性、抑制破骨细胞增殖和对骨的吸收作用,以及调节成骨相关细胞通路的激活或抑制,激活p38MAPK信号通路延缓骨质疏松症进展,抑制该信号通路抑制破骨细胞的吸收作用,从而影响骨质疏松的发生和发展。(2)相应长链非编码RNA的过表达或低表达会通过p38MAPK信号通路来影响成骨细胞和破骨细胞的增殖或分化,调节骨重塑过程,进而影响骨质疏松症的发生和发展。大量的基础研究结果显示,长链非编码RNA和p38MAPK信号通路或许可以成为骨质疏松症治疗中的潜在应用和临床转化价值;且相应的长链非编码RNA过表达或低表达慢病毒、转染质粒,相应的p38MAPK信号通路抑制剂等在体外细胞实验及动物模型中都被证实有靶向调控作用。(3)因此,通过靶向调控长链非编码RNA和p38MAPK信号通路来调节骨髓间充质干细胞的分化和功能,或通过长链非编码RNA和p38MAPK信号通路来抑制破骨细胞的增殖分化,或许能提供一种创新的治疗策略,可以延缓骨质疏松症的进展。

海洋中药治疗骨质疏松的用药规律及作用机制

背景:海洋中药为治疗骨质疏松提供了一种潜在有效且不易产生不良反应的方法。目的:应用数据挖掘和网络药理学方法分析并探讨中医临床治疗骨质疏松的用药规律及作用机制。方法:采用数据挖掘和网络药理学方法,对国家知识产权局批准的治疗骨质疏松的海洋中药专利处方进行用药模式和作用机制研究,并特别关注这些处方中的核心中药成分,利用超高效液相色谱串联质谱对牡蛎-续断-淫羊藿组成的复方药组核心成分进行全面的鉴定分析。结果与结论:①从国家知识产权局(SIPO)网站建立到2024-04-01,检索发现381项骨质疏松治疗的授权专利,共鉴定出48首含有海洋中药的中成药处方,这些处方包含183味中药,其中13种海洋中药用药频次共574次,单首专利组方中用药味数2-41种不等;②牡蛎是最常用的海洋中药,续断、淫羊藿、地黄、杜仲是最常用的非海洋中药;关联规则分析确定了牡蛎、续断和淫羊藿为核心药物群;网络药理学分析显示该核心药组治疗骨质疏松的核心靶点包括ALB、AKT1、TP53、PPARG和SRC;核心药组发挥疗效的核心成分为谷甾醇、甘草素、臭山羊碱、木犀草素、山奈酚;③GO与KEGG富集分析显示,Rap1/丝裂原活化蛋白激酶信号通路在核心药物组的骨质疏松作用机制中起着重要作用;④分子对接结果显示核心成分与核心靶点之间存在良好的相互作用;⑤超高效液相色谱串联质谱检测复方药组核心成分为木犀草素、谷甾醇、山奈酚等,与网络药理学鉴定的药物成分相符合;对复方药组成分进行定量分析得出,黄酮类化合物、萜类化合物以及生物碱这3类物质在药物成分占比中较大。

miR-192-5p靶向CKIP-1促进骨质疏松患者骨髓间充质干细胞成骨分化

背景:酪蛋白激酶2结合蛋白1(casein kinase 2-interaction protein-1,CKIP-1)是一种重要的骨形成负调控基因,其敲除鼠骨质显著增强、骨形成和骨密度也显著提高。而miRNA作为较早发现的小分子调控物,对大多数编码基因具有调控作用,在成骨分化中发挥重要作用。目的:探讨miRNA/CKIP-1对骨质疏松患者骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及其分子机制。方法:采用miRNA-Seq技术检测2022年3-6月在开封市中心医院骨外科就诊32例骨质疏松患者及同期体检中心健康人群骨髓间充质干细胞中miRNA的变化情况;利用Targetscan网站预测靶向调控CKIP-1的miRNA,利用荧光素酶报告基因实验检测miRNA与CKIP-1启动子区DNA的结合;在骨髓间充质干细胞中转染miR-192-5p类似物(miR-192-5p mimics)/阴性对照(NC mimics)或miR-192-5p抑制剂(miR-192-5p inhibitor)/阴性对照(NC inhibitor),成骨诱导后第7,14天,通过实时荧光定量PCR技术及茜素红染色检测成骨标志基因Runt相关转录因子2(Runx2)、骨钙素、抗骨桥蛋白、骨唾液蛋白及CKIP-1的表达水平和骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的情况;采用蛋白质免疫印迹实验及茜素红染色检测miR-192-5p/CKIP-1/轴对细胞成骨分化的的调控作用。结果与结论:与健康组相比,骨质疏松组有16个miRNA表达明显升高,53个miRNA表达明显降低(P<0.05);利用Targetscan网站预测,并通过荧光素酶报告基因实验验证,发现miR-192-5p与CKIP-1有互补的核苷酸序列(P<0.05);过表达miR-192-5p,Runx2、骨钙素、骨桥素和骨唾液蛋白的表达水平显著升高(P<0.05),抑制miR-192-5p,Runx2、骨钙素、骨桥素和骨唾液蛋白的表达水平显著降低(P<0.05),而沉默CKIP-1的表达后,Runx2、骨钙素及骨桥素的蛋白水平增加(P<0.05),逆转了敲低miR-192-5p对细胞成骨分化的抑制作用。上述结果证实,miR-192-5p在骨质疏松症中表达降低;miR-192-5p通过靶向抑制CKIP-1的表达,促进骨髓间充质干细胞成骨分化。

个体化精准穿刺椎体强化治疗不同类型骨质疏松性椎体压缩骨折的生物力学分析

背景:个体化精准穿刺入路是近年来提出椎体强化治疗的新型入路方式,并且已经取得了良好的临床疗效,但仍缺少相关生物力学研究。目的:采用有限元分析方法探讨个体化精准穿刺椎体强化治疗对骨质疏松性椎体压缩骨折椎体终板以及椎间盘生物力学的影响。方法:使用3例已完成个体化精准穿刺椎体强化治疗的骨质疏松性椎体压缩骨折患者术前和术后的CT影像资料,建立楔形型、双凹型、塌陷型术前和术后共6个模型。在椎体垂直方向加载500 N力矩和10 N/m旋转力矩,模拟正常椎体的生理活动,包括前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转和右旋转,观察个体化精准穿刺椎体强化治疗后不同类型骨折椎体终板、邻近终板以及椎间盘的应力变化。结果与结论:①成功建立了个体化精准穿刺椎体强化术前和术后脊柱功能单元的三维有限元模型;②个体化精准穿刺椎体强化术后,楔形型、双凹型及塌陷型骨折椎体终板和邻近椎体终板的最大von Mises应力值均有一定程度的减小;楔形型邻近椎体T_(10)下终板和塌陷型邻近椎体L1上终板的术后最大von Mises应力值增加;③个体化精准穿刺椎体强化术后,3种有限元模型的相邻椎间盘整体最大von Mises应力值均减小;④结果表明,个体化精准穿刺椎体强化治疗可在一定程度上减轻楔形型、双凹型和塌陷型椎体终板的最大von Mises应力值,降低术后椎体再骨折的风险;此外,还可减轻椎间盘的最大von Mises应力值,理论上也能够在一定程度上缓解椎间盘退变。

经皮椎体成形联合椎弓根强化治疗重度骨质疏松性椎体骨折的有限元分析

背景:椎弓根内骨水泥灌注联合椎体成形已被用于治疗Kummell病和椎弓根溶骨性转移瘤等疾病,但该手术方式对相邻椎体及椎间盘的影响尚不明确。目的:应用三维有限元模型探讨经皮椎体成形联合椎弓根强化术治疗重度骨质疏松性椎体骨折对邻近节段椎体以及椎间盘相关生物力学的影响。方法:选择1位已完成经皮椎体成形联合椎弓根强化术的重度骨质疏松性椎体骨折(L1)女性患者,并提取其术前及术后的CT文件,研究范围为T_(12)-L_(2)(包括伤椎、邻近椎体和椎间盘)。通过Mimics、SolidWorks和Geomagic等软件分别建立了术前、术后三维脊柱功能单元的有限元模型。在T_(12)上终板垂直方向加载500 N力矩和10 N·m旋转力矩,模拟前屈、后伸、侧屈和旋转等运动方位,分析手术前后相邻节段椎体终板和椎间盘的应力变化情况。结果与结论:①成功建立了术前和术后脊柱功能单元的三维有限元模型;②通过计算得出,在模拟载荷下,术后T_(12)下终板应力分布更均匀且最大应力值减小,与术前相比无显著差异(P>0.05);术后L_(2)上终板应力分布更均匀且最大应力与术前无显著差异(P>0.05);同样,术后T_(12)/L_(1)、L_(1)/L_(2)椎间盘应力分布也更均匀且最大应力值均显著减小(P<0.05);③因此,经皮椎体成形联合椎弓根强化能够有效改善术后相邻椎体终板和椎间盘的应力分布,并能够减小应力,最终降低术后再骨折风险以及显著延缓椎间盘退变。

关节镜下单排固定与无结缝线桥固定治疗合并骨质疏松的肩袖损伤

背景:关节镜下单排固定与无结缝线桥固定技术已普遍应用于治疗肩袖损伤,但对于合并骨质疏松的肩袖损伤的修复效果尚不明确。目的:探讨关节镜下单排固定与无结缝线桥固定治疗合并骨质疏松的肩袖损伤的临床疗效。方法:回顾性分析2018年1月至2022年8月徐州医科大学附属医院收治的122例接受关节镜治疗的合并骨质疏松的肩袖损伤患者,根据治疗方案分为2组,其中单排固定患者63例(单排组),无结缝线桥固定患者59例(缝线桥组)。比较两组患者术前和术后1年时的疼痛目测类比评分、美国加州大学肩关节评分、美国肩肘外科医师学会评分、Constant-Murley肩关节功能评分和肩关节活动度;术后1年采用Sugaya分型标准评估肩袖再撕裂情况;记录两组患者并发症发生情况。结果与结论:①所有患者均获得1年以上随访;术后两组患者均未发生切口感染、神经损伤等并发症;②两组患者术后1年目测类比评分、美国加州大学肩关节评分、美国肩肘外科医师学会评分、Constant-Murley评分以及肩关节活动度均较术前显著改善(P<0.05);缝线桥组术后1年目测类比评分、美国加州大学肩关节评分、美国肩肘外科医师学会评分、Constant-Murley评分以及肩关节活动度均优于单排组(P<0.05);③术后1年,单排组再撕裂率为22%(14/63),显著高于缝线桥组7%(4/59),差异有显著性意义(χ^(2)=5.777,P=0.016);④提示关节镜下单排固定与无结缝线桥固定治疗合并骨质疏松的肩袖损伤均能获得满意的临床疗效,但无结缝线桥固定修复效果更好,术后再撕裂率更低。

柚皮苷抑制骨质疏松大鼠骨组织的铁沉积及细胞凋亡

背景:有研究发现,铁代谢异常诱发的骨组织细胞异常凋亡在骨质疏松进展中发挥重要作用。目的:探讨柚皮苷对骨质疏松大鼠骨组织铁代谢与细胞凋亡的影响。方法:取50只2月龄雌性SD大鼠,采用随机数字表法分成5组,每组10只:除假手术组外,骨质疏松组、柚皮苷低剂量组、柚皮苷高剂量组、柚皮苷高剂量+DKK-1组均通过切除双侧卵巢建立骨质疏松模型。造模8周后,柚皮苷低剂量组、柚皮苷高剂量组分别灌胃给予100,400 mg/(kg·d)的柚皮苷,柚皮苷高剂量+DKK-1组灌胃给予400 mg/(kg·d)的柚皮苷+皮下注射25 mg/(kg·d)的Wnt1信号通路抑制剂DKK-1,连续给药7 d。给药结束后进行相关指标的检测。结果与结论:①与骨质疏松组相比,柚皮苷可提升大鼠骨密度及血清钙、超氧化物歧化酶水平(P<0.05),降低血清中骨钙素、丙二醛、磷水平(P<0.05),DKK-1可部分抑制柚皮苷的干预作用(P<0.05);②Micro-CT扫描、苏木精-伊红与TUNEL染色显示,与骨质疏松组相比,柚皮苷可显著改善大鼠骨微结构、降低细胞凋亡率,DKK-1可部分抑制柚皮苷的干预作用;③免疫荧光染色显示,与骨质疏松组相比,柚皮苷可降低胫骨组织内活性氧含量、抗酒石酸酸性磷酸酶的表达,提升碱性磷酸酶的表达(P<0.05),DKK-1可部分抑制柚皮苷的干预作用(P<0.05);④普鲁士蓝染色、免疫组化染色显示,与骨质疏松组相比,柚皮苷可降低骨组织与肝组织内的铁沉积、骨组织铁吸收相关蛋白受体1的表达(P<0.05),提升骨组织膜铁转运蛋白1的表达(P<0.05),DKK-1可部分抑制柚皮苷的干预作用(P<0.05);⑤胫骨标本PCR与Western blot检测显示,与骨质疏松组相比,柚皮苷可降低抗酒石酸酸性磷酸酶、铁吸收相关蛋白受体1和Bax的表达(P<0.05),提升碱性磷酸酶、膜铁转运蛋白1、Bcl-2、Wnt1和β-catenin的表达(P<0.05),DKK-1可部分抑制柚皮苷的干预作用(P<0.05);⑥结果表明,柚皮苷可通过减少骨组织中的铁沉积及细胞凋亡率抑制骨质疏松的进展,这可能与激活Wnt1信号通路有关。