基于自体干细胞动员与归巢行为研究补肾方促进骨质疏松性骨折愈合的作用机制

从"肾主骨生髓"、"肾藏精"的中医经典理论出发，立足补肾中药应用于骨质疏松症的研究基础，联系前期补肾方可促进骨质疏松性骨折愈合的临床观察结果，进一步结合"自体干细胞动员与归巢是骨组织损伤修复的重要机制"的研究进展，提出诱导自体干细胞的动员与归巢是补肾方促进骨质疏松性骨折愈合机制之一的假说。基于小鼠骨质疏松性骨折模型，通过流式细胞术、干细胞分离培养与荧光标记示踪术、显微CT等技术，追踪观察在补肾方干预下，内源性间充质干细胞（MSCs）与内皮祖细胞（EPCs）在骨质疏松性骨折发生后不同时点的骨髓内增殖、动员出髓与定向迁移/归巢行为，以及骨折局部血管新生与骨痂形成状况。以阐明补肾方促进骨质疏松性骨折骨痂形成与血管新生的干细胞行为机制，为丰富骨质疏松性骨折治疗的中医理论和充实"肾主骨生髓"的现代科学内涵提供实验依据。

课题组按照预定计划开展并完成相关研究工作，包括完成预定的科学实验与既定的考核指标，包括：已经发表核心期刊论文8篇(标注)；参加第七届国际骨质疏松及骨矿化盐疾病学术会议（7th International Conference on Osteoporosis and Bone Research ，16-19 October 2014）,以壁报形式做大会交流；培养博士研究生1名。课题从骨折发生后的干细胞动员、增殖等着手，研究补肾方干预对骨质疏松性骨折愈合的作用及其机制。 课题组将138只雌性C57BL/6小鼠随机分为假切卵对照组（SO）、切卵对照组（OVXC）和切卵加密骨胶囊干预组（MG），分别予以施行切除双侧卵巢或假切除手术，三周后造成股骨干骨折，密骨胶囊组同时给予密骨胶囊（补肾方）给药干预。测量骨折发生后骨髓与外周血内的间充质干细胞（MSCs）、内皮祖细胞（EPCs）数量，通过MicroCT、X线、组织染色等技术观察小鼠骨折后的愈合状况。结果显示：1. 在骨折后多时点检测骨髓干细胞数量，OVXC组小鼠单位白细胞中骨髓MSCs数量较SO组小鼠下降，而密骨胶囊的干预可以使得骨质疏松性骨折小鼠的骨髓MSCs数量增加，提示其具有促进骨质疏松性骨折后髓内MScs增殖的作用。而其对EPCs的增殖作用不明显。2. 在骨折后检测外周干细胞数量，其中多个时点OVXC组小鼠的血MSCs数量都较SO组小鼠有下降，但趋势不明显，而MG组在3天时血MSCs数量开始升高，提示补肾药物具有促进髓内MSCs出髓进入外周循环的作用。而其对EPCs的动员出髓的作用不明显。3. X线摄片：OVXC组骨折愈合进程稍有延缓，软骨内成骨相对明显，而MG组愈合进程更接近SO组。4. 在骨折造模手术后第42天时，OVXC组的骨折局部骨痂体积升高，骨痂骨矿密度有明显地降低，成熟骨痂、未成熟骨痂骨矿密度有显著地降低；且相对未成熟骨痂而言成熟骨痂的体积也有降低。而补肾药物的干预对这种改变具有显著改善的效应。5. 组织形态观察， OVXC组的骨折愈合过程有延缓，而MG组形态更接近SO组。结论：骨质疏松性骨折存在骨痂骨矿密度降低、成熟骨痂相对体积减少等骨痂质量改变，而补肾方干预可以改善骨痂质量；同时骨质疏松性骨折发生后存在MSCs的动员障碍，而补肾方可以促进MSCs的动员行为，可能是其改善骨质疏松性骨折愈合的作用机制之一。