补肾活血法促创伤性股骨头坏死骨修复的microRNA-320a调控途径研究

Trauma-induced osteonecrosis of the femoral head (TIONFH) is the main complication of femoral neck fracture and the essentical factors are how to prevent early collapse of the femoral head and revitalize the vitality of the bone repair. It is known that bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) into osteoblasts is closely related to the procession of bone repair. and microRNA-320a plays a regulatory role in BMSCs osteogenic differentiation. Previous studies have found that: miRNA-320a is significantly higher expression in peripheral blood of TIONFH patients; and inhibited RUNX2 expression since combining with RUNX2 at 3’UTR site;miRNA-320a inhibitors can reverse above process, which may be one way of promoting osteogenic differentiation. Kidney-Tonifying and Blood-Activating Herbal (KTBAH)can promote the healing of femoral neck fracture and regulate osteogenic differentiation, but related mechanism is still unknown.Our team will attempt to illuminate detail mechanism of KTBAH combined with miRNA-320a and prepare miRNA- 93-5p inhibitor PLGA release microsphere to composite BMSCs transplantation local and regulate the process of bone repair in femoral head necrosis area, assisted with KTBAH for the treatment of TIONFH. Our aim is to seeking innovative of the treatment in TIONFH for preserve the hip joint function.

创伤性股骨头坏死（TIONFH）为股骨颈骨折的主要并发症，防止股骨头塌陷并恢复骨修复的活力是治疗的关键。已知骨髓间充质干细胞（BMSCs）的成骨分化与骨修复密切相关。最新发现：miRNA-320a在BMSCs成骨分化中起重要作用。前期研究显示：miRNA-320a在TIONFH患者外周血中显著高表达，且与成骨因子RUNX2的3’UTR存在结合位点并抑制其表达；miRNA-320a抑制剂可阻断该过程，可能是促进成骨分化的潜在途径。补肾活血中药能促进股骨颈骨折愈合，并能调节成骨分化，但相关机制不明确。本研究拟在上述基础上，进一步阐明补肾活血药与miRNA-320a共同调控BMSCs的具体机制，通过制备miRNA-320a抑制剂聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）缓释微球，复合BMSCs移植到股骨头内局部调节坏死区内的骨修复，配合补肾活血中药来防治TIONFH，寻求保髋治疗TIONFH的新方法。

背景：创伤性股骨头坏死（Trauma-induced osteonecrosis of the femoral head, TIONFH）为股骨颈骨折的最主要并发症，给人民健康带来巨大危害的同时，给医疗卫生单位的压力逐年提高。特别对于青壮年患者，股骨颈骨折的发病率逐渐增高。因此，如何提高对TIONFH的防治水平在国民经济和社会发展中具有重要意义。.主要内容为：明确miRNA-320a在TIONFH患者血清中的表达差异。在前期研究基础上进一步明确miRNA-320a对RUNX2的抑制作用，并观察肾活血中药对BMSCs成骨分化的协同调控作用。完成制备miRNA-320a抑制剂PLGA缓释微球，对其理化性质、体外释放曲线及生物学特性进行研究。阐明miRNA-320a抑制剂PLGA缓释微球复合BMSCs局部移植联合补肾活血中药对兔TIONFH模型的防治作用。.重要研究结果：miRNA-320a在创伤性股骨头坏死患者外周血中明显高表达。miRNA-320a及其靶点RUNX2在BMSCs的成骨和脂肪生成之间的稳态中起着重要作用。我们的结果表明miRNA-320a应参与TIONFH的发展并阐述了其潜在的分子机制。在本研究中，补肾活血药（GGTHSYC）可促进TIONFH兔模型中转录因子Runx2在骨形成中的表达。结果显示，模型组Runx2表达低于正常组，GGTHSYC治疗组Runx2表达上调。Runx2与成骨细胞分化和调节成骨细胞的细胞增殖有关。还发现GGTHSYC 30mg/kg和60mg/kg治疗组的ALP活性分别显著高于模型组，表明GGTHSYC可通过协同调控Runx2增加ALP活性从而促进骨再生。在TIONFH中，miR-320a的表达升高，本研究提示miR-320a的高表达抑制了TIONFH兔BMSCs的成骨分化能力，本研究成功制备了miRNA-320a抑制剂PLGA缓释微球，并发现缓释微球和GGTHSYC均可以对兔TIONFH模型的骨再生有显著的促进作用，并且发现联合运用效果更佳。.科学意义：本研究将中药和生物学技术、组织工程等技术进行了有效结合，为下一步开发预防、治疗TIONFH的新型药物提供了新的思路。