载葛根素支架材料复合自体脂肪干细胞修复骨质疏松大鼠骨缺损的实验研究

It is unclear whether the proliferation ability of adipose stem cells (ADSCs) in Postmenopausal osteoporosis (OP) patients is as same as healthy adult individuals. Put aside the fact that Puerarin promotes the osteoblast proliferation, there is no evidence shows that puerarin induces the differentiation of ADSCs osteogenesis in OP patients, neither does the use of puerarin carrying scaffold modified autologous ADSCs promotes osteoporosis rats bone repair. This research uses bilateral ovary resected female rats as OP model. By using density gradient centrifugation, adherent screening method and Transwell method, we compared the number and vitality of ADSCs of the OP rats and healthy adult rats. We also evaluated the puerarin induced rat ADSCs in promoting OP rats’ osteogenetic differentiation through testing the intracellular level of ALP, bone sialoprotein, osteopontin and mRNA expression in osteocalcin. And lastly, we analyzed the treatment effect of puerarin scaffold modified autologous ADSCs in repairing bone defected osteoporosis rats. In ways of gross specimen observation, imageology and histology analyzing and electron microscope scanning. The objective of this research is to provide theoretical basis for further clinical use of puerarin.

绝经后骨质疏松(OP)的脂肪干细胞（ADSCs）的增殖能力是否同正常成年个体一样，尚不得而知。葛根素能够促进成骨细胞的增殖，但国内外尚未见有葛根素诱导绝经后OP 的ADSCs 成骨分化的报道。也未见利用载葛根素支架材料复合自体ADSCs修复骨质疏松大鼠骨缺损的研究报道。该项目采用去雌大鼠的双侧卵巢方法进行绝经后OP 造模。利用贴壁筛选法联合密度梯度离心法及 Transwell法，对绝经后OP 的大鼠与正常成年大鼠的ADSCs的数量、活力进行比较。通过检测ALP、骨涎蛋白、骨桥蛋白、骨钙素的 mRNA 表达，从细胞分子水平研究葛根素诱导绝经后OP 的大鼠ADSCs成骨分化情况。通过对大体标本观察、影像学分析、组织学及电镜扫描观察等，分析载葛根素支架材料复合自体ADSCs修复骨质疏松大鼠骨缺损的愈合情况。为开发利用葛根素提供理论基础。

中国目前已进入老龄化社会，骨质疏松症(Osteoporosis，OP)已成为当前严峻的公共卫生及社会问题。我国60岁以上老龄化人口已达1.3亿，骨质疏松症患病率为12.4%(男8.3%，女15.7%)，骨质疏松症是多因素引起的骨量减少、骨组织结构遭破坏，从而使骨强度下降的一种慢性疾病，表现为骨的脆性增加，大大增加了骨折的可能性，而骨质疏松性骨折高病死率、高痛苦性的特点给患者家庭带来极大的心理压力和经济负担。骨质疏松症的患者中女性远远多于男性，尤其是绝经后的女性发病率明显增高，对于这类绝经后骨质疏松症的患者，能否找到一种副作用小、并发症少的雌激素替代药物，并对其抗骨质疏松症的原理进行研究，是我们课题的主要目标。因此，我们的课题主要分为以下3个部分：1.绝经后骨质疏松大鼠的脂肪干细胞(adipose-derived stem cells, ADSCs)的生物学特征（数量、活力）；2.葛根素诱导绝经后骨质疏松的大鼠ADSCs 成骨分化的体外实验；3.葛根素联合载自体ADSCs 支架修复绝经后骨质疏松大鼠骨缺损的动物实验。结果显示，从绝经后骨质疏松大鼠脂肪组织分离出的ADSCs，能在体外稳定培养至21代以上，各代次细胞外形无明显差异，与正常组及假手术组相比，骨质疏松ADSCs在形态及体外培养扩增数量、活力上无统计学差异；葛根素具有促进ADSCs成骨分化的效能，其无毒最大有效剂量为12mM，且在无毒剂量下其成骨分化效能与浓度及时间正相关；动物实验结果显示，应用葛根素8周以后，骨质疏松大鼠骨密度较其他组增高，差异具有统计学意义，并且载自体ADSCs支架组骨缺损部位成骨细胞较仅放置支架组明显增多，放置支架侧骨缺损部位成骨细胞较未放置支架侧明显增多。以上结果说明，ADSCs可作为骨缺损修复工程的自体干细胞种子来源，且葛根素具有抗绝经后骨质疏松症的作用。