局部血管生成对骨质疏松的影响及作用机制研究

Currently,there are lots of research on osteoporosis, but lack of systematic research of the relationship between local vascular system and osteoporosis.We have found that there is relationship between osteoporosis at metaphysis of tibia and local angiogenesis. In this study, ovariectomized rats as a model were studied to find the characteristics of the local blood vessel formation in osteoporosis, to speculate the reason of angiogenetic change in osteoporosis, to demonstrate the mechanism between osteoporosis and local angiogenesis, local bone marrow fat content, blood vessel expansion. Subsequently, vascular endothelial growth factor gene transfected bone marrow stromal cells transplanted to improve the local blood vessel forming, so as to achieve the purpose of treatment of osteoporosis. This research may improve the understanding of pathogenesis of osteoporosis, prevention and treatment of the disease.

目前国际上对骨质疏松的研究很多，但是局部血管系统对骨质疏松的影响及作用机制缺乏研究。我们的前期研究发现，小鼠胫骨干骺端骨质疏松情况随骨内血管参数改变而改变，推测血管形成对骨质疏松有重要影响。本研究以卵巢切除大鼠为模型，进一步研究骨质疏松时局部血管形成的特征，分析血管形成改变的原因，探讨改善血管形成对骨质疏松的作用，论证骨质疏松和局部血管形成、局部骨髓内脂肪含量、血管扩张相关的机制。接着通过血管内皮细胞生长因子基因转染骨髓基质干细胞移植，改善局部血管形成，达到治疗骨质疏松的目的。期望本研究能完善骨质疏松发病机制，为骨质疏松疾病的防治开辟新思路和新途径。

摘要：本课题以卵巢切除大鼠为模型，以MICRO-MRI、micro-CT等实验方法，研究骨质疏松时局部血管形成和骨质的特征，分析血管形成改变的原因，探讨改善血管形成对骨质疏松的作用。进而利用PCR、WESTERN Bloting等检测样本中CD31、HIF等基因及相关蛋白的表达情况，论证骨质疏松和局部血管形成、局部骨髓内脂肪含量、血管扩张相关的机制。我们发现卵巢切除（OVX）大鼠的股骨骨折愈合区的骨形成和血管形成低于CON组，与HIF-1a的表达下调有关。同时，OVX大鼠骨形成和血管形成均低于CON组，而给予外源性血管内皮生长因子（VEGF）后有所改善，给予内皮他丁（Endostain）后上述参数更低。OVX组大鼠的骨形成、血管形成和血管功能明显低于CON组，OVX大鼠运动后以上指标改善，但仍低于CON组和CON+运动组。我们进一步制作了VEGF稳定转染病毒株，并且使其能在BNSC中稳定表达。将该稳转株移植到在大鼠体内以后，能显著提高血清中VEGF的含量，其给药模式为VEGF蛋白含量缓慢下降，可以提高VEGF进而改善OVX大鼠局部血管形成和骨质疏松情况。此研究，完善了骨质疏松发病机制，从血管形成途径理解骨质疏松的形成机制，为骨质疏松疾病的防治开辟新思路和新途径。