ESW对废用性OP大鼠模型骨生成与吸收及相关信号通路的调控

骨质疏松症（OP）是一类骨吸收大于骨生成的严重影响人类健康的疾病，而缺乏力学刺激是其主要原因之一。体外冲击波（ESW）是一种有效力学刺激，能诱导间充质干细胞（MSCs ）向成骨细胞分化，促进骨生成，且具有无创、精准、靶向等优点。本课题组将ESW作用于大鼠OP模型，并通过骨形成与吸收及相关信号通路的研究，探索了ESW作用后OP模型的骨形成及吸收变化及其作用机制。课题组改良废用性OP大鼠模型，并建立多种复合大鼠OP模型，如废用合并去势OP模型、去势合并激素注射OP模型、OP骨折模型、OP合并骨关节炎模型，充分模拟了OP的多种状态，克服传统去势法造模所需时间较长，不能模拟力学刺激不足这一OP致病因素的缺点。在上述模型的基础上，用最佳适宜能量的ESW对其进行干预，使用双能X线、Micro-CT等进行检测，结果发现ESW治疗组的骨密度、相对骨体积、骨小梁厚度等结果明显高于对照组，表明ESW能不同程度的改善OP的程度，对OP具有防治作用。同时，课题组研究了ESW刺激骨髓间充质干细胞（BMSCs）的向成骨细胞分化的机制。研究瞄准力学刺激调控骨生成的重要信号通路-Wnt信号通路进行研究，发现ESW可上调Wnt5a/Ca2+信号通路关键蛋白Wnt5a的表达，并调节通路相关蛋白的含量，并由此促进BMSCs向成骨分化，且0.6bar，1000次为ESW干预BMSCs的最佳能量，表明Wnt5a/Ca2+信号通路在促进BMSCs向成骨细胞分化中发挥重要作用。课题组还研究了ESW对破骨细胞的作用。通过建立成骨细胞与破骨细胞共培养体系用ESW干预，发现ESW 可有效抑制共培养系中破骨细胞形成相关基因表达、特异性蛋白分泌、抑制其骨吸收能力，表明ESW 对破骨细胞的形成及活性具有明显的抑制作用。总之，ESW可通过促进骨形成及抑制骨吸收两方面的作用延缓OP大鼠骨量丢失，而Wnt5a/Ca2+信号通路在其中发挥重要作用。