全身振动治疗通过影响软骨下骨重建对兔膝骨关节炎的软骨保护作用及其分子机制研究

Evidences showed that subchondral bone remodeling plays an important role in osteoarthritis(OA). It has been reported that whole body vibration (WBV) treatment can prevent the degeneration of articular cartilage. On basis of the results of our previous studies, we hypothesized that WBV treatment can prevent the degeneration of articular cartilage by regulating subchondral bone remodeling. Bone is continuously remodeled in a tightly regulated manner via the bone-resorbing osteoclasts and bone-forming osteoblasts acting in conjunction to maintain bone homeostasis. RANKL/RANK/OPG pathway has been recently characterized as the final common pathway of osteoclastogenesis and activation of osteoclast. Previous studies have demonstrated that Wnt/β-catenin signaling pathway plays key roles in the regulation of bone growth and remodeling. The objective of this study will be to investigate the possible mechanisms by which WBV prevent and treat osteoarthritis. For this purpose we will examine the effects of WBV treatment on cartilage and subchondral bone, and further explored the mRNA and protein expressions for several important components of RANKL/RANK/OPG and Wnt/β-catenin signaling pathways in subchondral bone of anterior cruciate ligament transection(ACLT) rabbits. Understanding of the precise mechanisms by which WBV treatment elicit these favorable biological responses can help control osteoarthritis.

基于全身振动（Whole body vibration, WBV）治疗膝骨关节炎的有效性和课题组前期研究结果，结合骨关节炎中软骨下骨重建失衡与软骨损伤关系的研究前沿，提出科学假设如下：WBV治疗能够抑制软骨下骨吸收和防止软骨下骨形成过度，使软骨下骨骨代谢向平衡转化，进而起到软骨保护的作用。WBV治疗不仅通过调控破骨细胞RANKL/RANK/OPG信号通路的关键因子，而且通过调控成骨细胞分化成熟机制中Wnt/β-catenin信号通路的关键因子来调控软骨下骨骨重建，从而使软骨下骨破骨细胞和成骨细胞的代谢维持动态平衡。本研究采用组织病理学、分子生物学和影像学相结合的方法，探讨WBV治疗对前交叉韧带切断的兔膝骨关节炎动物模型关节软骨保护、软骨下骨结构与功能重建以及RANKL/RANK/OPG和Wnt/β-catenin 信号通路的基因与蛋白表达的影响，为WBV治疗骨关节炎提供全新的科学观点。

基于全身振动（Whole body vibration, WBV）治疗膝骨关节炎的有效性和课题组前期研究结果，结合骨关节炎中软骨下骨重建失衡与软骨损伤关系的研究前沿，提出科学假设：WBV 治疗能够抑制软骨下骨吸收和防止软骨下骨形成过度，使软骨下骨骨代谢向平衡转化，进而起到软骨保护的作用。在本研究中，为了探究全身振动的疗效，我们对近年的关于全身振动的研究进行了分析，通过我们的分析发现，全身振动对COPD有很好的效果，WBV训练可能通过改善中风患者的平衡，步态表现和行动能力来减少残疾，此外在我们的随机对照试验中我们发现对于室内室膝骨关节炎患者，在3个月的时间里，WBVT和QSE一起作为治疗方式明显改善了症状，比单独用QSE有更大的改善。在我们设计的另一项6个月的随机对照试验中，对膝骨关节炎患者，股四头肌对抗训练QRE联合全身振动训练比单独使用QRE有更好的效果。随后采用组织病理学、分子 生物学和影像学相结合的方法，探讨WBV治疗对前交叉韧带切断的兔膝骨关节炎动物模型关节软骨保护、软骨下骨结构与功能重建的影响，为WBV治疗骨关节炎提供全新的科学观点。我们完成低幅全身振动治疗的不同振动频率对前交叉韧带切断术兔膝骨关节模型的胫骨和股骨髁骨/软骨重塑的软骨下骨小梁微结构、软骨退化、新陈代谢以及关节疼痛的影响的探究。同时完成了低幅不同频率的全身振动治疗对兔进行性骨关节炎的疼痛、滑膜，合成代谢和分解代谢因素的影响的探究。实验结果证明WBV干预对兔KOA模型影响有频率依赖性；较频率（20Hz）可增加骨/软骨转换，延缓软骨降解，改善软骨下骨结构，并提高患肢功能，为较优治疗参数。.通过以上研究，本课题组基于循证医学证据的积累并发表SCI论文3篇，同时进行了前期的临床研究和实验探究，发表SCI论文3篇，中文核心期刊1篇。因此，本项目在执行年度内严格执行申请标书的研究计划，并结合研究进展增加了部分内容，研究结果和结论与申请书中预期一致。