先天型成骨不全骨量失衡的病理机制及动物模型的研究

先天性骨发育不良（Osteogenesis Imperfecta, OI）是一种罕见的基因缺陷疾病，主要表现为骨质不良和骨组织的丢失。目前，尚未发现针对OI骨量失衡发病机理的治疗方案。本课题以oim/oim小鼠为动物模型，研究了OI小鼠骨髓基质细胞向成骨细胞(OB)及破骨细胞(OC)定向分化过程的联系及相互作用，观察有无分化异常及其在OI发病机理中的作用。在此基础上，本课题以颅骨及OC联合培养方法研究OI的OB与OC相互调控机制的异常，主要探讨Rank/Rank/OPG信号转导系统在OI的发病机理中的作用。为进一步为OI临床治疗提供理论基础及实验依据，本课题建立恢复其骨量平衡的小鼠模型-OI与RANK双基因剔出小鼠模型，并研究新模型在骨量失衡及信号转导方面的改进。我们希望通过本课题的研究，明确OI患者骨量失衡的发病机制，并深入探讨基质细胞、OB及OC之间的调控过程，弥补我国OI研究的空白。

先天性成骨不全（OI）的主要临床表现为骨矿化过程不良，骨量丢失，骨骼畸形和骨折。但是其发病机理，尤其在其骨再建过程中成 骨细胞（OB）及破骨细胞（OC）的功能改变尚不清楚。本实验以先天性成骨不全小鼠模型，oim/oim为基础，应用破骨细胞-颅骨联合培养体系研究OB和OC两种细胞在骨再建过程中的功能改变和相互作用。本实验采用小鼠颅骨（CAL）组织培养模型。本模型采用颅骨组织培养，利用颅骨中成骨细胞可以从颅骨片游离出到培养皿及颅骨表面 ，从而支持培养皿及颅骨表面前体破骨细胞分化成为成熟破骨细胞，并吸收颅骨产生吸收陷窝。 本实验中，共2组颅骨-破骨细胞联合培养体系：（1）对照组（WT）颅骨与对照破骨细胞（WTCAL-WTOC）；（2）OI颅骨与OI破骨细胞（OICAL-OIOC）。 联合培养颅骨及骨髓组织7、14日后，以TRAP免疫组化染色方法识别破骨细胞，ALP免疫组化染色方法识别成骨细胞，计算OC/OB。破骨细胞骨吸收活性以颅骨表面骨吸收陷窝占颅骨表面百分比并除以培养系统中的破骨细胞数表达。oim/oim小鼠破骨细胞-颅骨培养体系中破骨细胞的数目明显减少，成骨细胞支持破骨细胞分化能力减低；但其破骨细胞骨吸收活性明显增强，以代偿成骨细胞功能，维持骨再建过程中成骨过程及骨吸收过程的平衡。