健骨IV號對骨組織修復相關因子的調控作用

段佩玲，夏河山

(鄭州鐵路職業(yè)技術學院，河南 鄭州 451460)

健骨IV號對骨組織修復相關因子的調控作用

段佩玲，夏河山

(鄭州鐵路職業(yè)技術學院，河南 鄭州 451460)

目的：明確專利藥物健骨Ⅳ號對骨組織修復相關因子的調控作用。方法：液氮冷凍成功建造30個大鼠股骨頭壞死模型，將它們隨機分成3組,即正常手術組、模型組、加藥組。定期對各組大鼠進行X線片觀察；手術4周后分別提取總RNA,進行成骨轉化因子Cbfa1、OSX兩對基因的PCR(聚合酶鏈式反應)擴增。結果：加藥組在X線片和Cbfa1、OSX兩對成骨調控因子mRNA表達等改變均較正常手術組和模型組明顯。結論：從骨質生成的角度明確健骨Ⅳ號對成骨轉化因子的調控作用，為健骨Ⅳ號治療股骨頭壞死的臨床應用提供理論依據。

健骨IV號；Cbfa1；OSX；骨組織；修復

股骨頭壞死，又稱股骨頭缺血性壞死，為常見的骨關節(jié)病之一，大多因風濕病、血液病、潛水病、燒傷等疾患引起，先破壞鄰近關節(jié)面組織的血液供應，進而造成壞死。近年來，隨著生活方式的改變以及外傷、飲酒、激素類藥物大量應用等原因，發(fā)病率呈上升趨勢?，F在治療股骨頭壞死的方法越來越多，傳統(tǒng)的物理療法和組織工程新技術各有利弊。相對各種保髖手術和關節(jié)置換術等方法，中藥通過活血化瘀、益氣通絡重建血供、促進骨的修復等方面具有不可取代的優(yōu)勢。中藥治療股骨頭壞死主要是通過調節(jié)全身氣血運行、補益肝腎，達到祛瘀生新、修復壞死的目的。

在骨科疾病的治療上，骨的修復與功能重建是判斷療效的關鍵指標之一。已有研究表明：Cbfa1和其下游OSX基因是骨礦化的重要轉錄因子，具有明確的誘導成骨細胞分化和成骨效應。Cbfa1的超表達可以使成骨細胞和非成骨細胞系的骨鈣素表達上調，Cbfa1基因的表達可以作為檢驗成骨細胞分化的標志。OSX是一種具有鋅指基序結構域、成骨細胞分化和骨形成過程中所必需的轉錄因子。OSX可能是Cbfa1的下游基因,在OSX基因敲除小鼠與 Cbfa1基因敲除小鼠的表現型相似, 膜內成骨及軟骨內成骨過程均受阻。本研究采用動物實驗模型觀察專利藥物健骨Ⅳ號對骨組織中Cbfa1和OSX成骨轉錄因子的影響，明確健骨Ⅳ號對成骨轉化因子的調控作用，為健骨Ⅳ號治療股骨頭壞死的臨床應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

清潔級SD大鼠30只[購自河南省實驗動物中心，許可證號：SCXK(豫)2005-0001]，雌雄各半，體重200±20g。隨機分成3組：A組為正常手術組，B組為模型組，C組為加藥組。

1.2 主要實驗儀器與試劑

實驗儀器：BIO IMAGING SYSTEM凝膠成像系統(tǒng)，OMNI TH組織均質儀，低溫離心機(Centri￣fuge5415R)頭端打磨光滑的鋼絲(直徑約3mm)1根，液氮罐。

試劑：Trizol(14111)InvitrogenCorporationTa酶(CW0608)，dNTPsigmaRNA反轉錄試劑盒(HiFi-MMLV cDNA第一鏈合成試劑盒v04082010-2.1)，瓊脂糖(Agarose)(1103733)，Basingstoke,Ham￣pshire,England，2xTaq MasterMix(含染料04022010-2.1)，6×buffar(RD101-01)，Marker(D526A v2010.02)，溴化乙啶(EB)(1239-45-8Sigma)，絡合碘消毒液(有效碘含量為4500～5500 mg/L)，注射用青霉素鈉針，0.9%生理鹽水，醫(yī)用10%水合氯醛，10%二乙胺四乙酸鈉(Sigma)，多聚甲醛(自配)，石蠟等。

1.3 模型建造

大鼠→1%戊巴比妥鈉麻醉→股骨外側入路,切開皮膚皮下組織(均采用左側造模)→暴露股骨頭，保護周圍組織→快速液氮(-80℃)冷凍，20s/次，10次→溫生理鹽水復溫→明膠封口，逐層縫合→分組實驗→觀察4周內的變化(1周、2周、3周、4周)。

C組大鼠每日按40 mg/kg注射健骨Ⅳ號，均為左髖部肌肉注射。

2周后拍攝X線片可見軟骨下“新月征”，4周后可觀察到股骨頭關節(jié)面現明顯皺縮，有股骨頭碎裂及髓關節(jié)脫位現象。

1.4 骨RNA提取

1.5 cDNA反轉錄步驟：

總體積為20 ul。RT Mix5x為4 ul，Primer Mix為2 ul，RNA Template為xul，HiNi-MMLV Mix為1 ul， Nase-Free water為yul。震蕩混勻，短暫離心。反應條件：①37℃，40 min；②70℃,10 min。反應結束短暫離心，反轉錄產物-20℃以下長期保存。

1.6 PCR反應

擴增體系50 ul。ddH2O為36 ul，Taq酶(5 U/μl)為1 ul，10Xbuffer為5 ul，dNTP(10mM)為1 ul，Mg2+(2.5 mM)為3 ul，引物(10um)為各1 ul 共2 ul，2 ul cDNA模板。

PCR引物及反應條件見表1。

表1 PCR引物及反應條件

1.7 電泳分析

灰度掃描后，軟件分析測定其光密度。

凈密度值=(平均密度-背景密度)×面積

1.8 統(tǒng)計學處理

2 結果與討論

2.1 X線光片觀察

分別于術后第1周、第2周、第3周、第4周用醫(yī)用10%水合氯醛按0.3 ml/100 g劑量腹腔內注射麻醉后，采用鉬靶X線機拍自然位X線片(參數：24 kV,40 mA)，了解股骨頭骨質情況及關節(jié)面情況。15天后對X線光片進行觀察，各組均出現新月征，以此確定模型成功。4周后觀察模型對照組左側股骨頭軟骨下骨紋理越發(fā)稀疏，壞死更為明顯。藥物組有6只大鼠骨紋理明顯增多，新月征范圍明顯減少。與模型組比較，藥物組股骨頭壞死程度較輕,說明健骨Ⅳ號有助于股骨頭壞死部位的修復。

2.2 Cbfa1和OSX

分別對3組大鼠的Cbfa1和OSX進行檢測、對比，加藥組的兩對基因mRNA表達與正常組、模型組比較均有明顯提高(P<0.05)，28天的檢測結果見表2。

表2 RT-PCR檢測細胞四組基因的mRNA表達(n=6)

SampleCbfa1OSXHIF-1αVEGF正常手術組1.22±0.441.30±0.561.08±0.211.16±0.6模型組2.56±1.06*2.81±1.44*1.34±0.651.67±0.81加藥組4.08±1.23*4.22±1.57*3.78±1.23*3.62±1.53*

注：*P<0.05正常對照組

3 討論

在中醫(yī)藥治療股骨頭壞死的中藥組方上常選用活血化瘀、補肝腎、強筋骨為主的藥物，如丹參、當歸、川芍等?，F代藥理學研究證實，這些藥物多具有改善局部血液循環(huán)、增加血容量、改善微循環(huán)的作用，其中有些還有增加細胞對缺氧的耐受性，提高超氧化物歧化酶的活性，調節(jié)成骨相關因子的作用。中醫(yī)藥治療大多無創(chuàng)傷、毒副作用少，能夠有效地減輕患者疼痛癥狀、阻斷病程進一步發(fā)展。因為中藥成分復雜、生物利用度低、起效慢等，所以影響了其療效的評價和進一步的機制研究。

本研究依據我國傳統(tǒng)醫(yī)學，探索研究國家發(fā)明專利中藥藥物健骨Ⅳ號對成骨分化相關因子Cbfa1、OSX的調控作用。實驗證實健骨Ⅳ號能提高Cbfa1、OSX兩對成骨調控因子mRNA表達量，在一定程度上改善了股骨頭的血供。這與健骨Ⅳ號“活血”“補腎”的客觀實質相互關聯。在細胞-分子水平明確了成骨分化與血管生成之間調控基因的相關性，為“祛瘀生新，填精生髓”提供了客觀 依據，豐富了股骨頭壞死的“血瘀論”，最大限度地發(fā)揮了中醫(yī)藥在股骨頭壞死治療中的作用。后續(xù)實驗將進一步明確健骨Ⅳ號的作用機制，為尋找安全、高效、低廉與康復期短的股骨頭壞死治療新藥物提供理論依據。

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RegulationofJianguNo.ⅣRelatedFactorofBoneTissueRepair

DUAN Peiling, XIA Heshan

(Zhengzhou Railway Vocational and Technical College, Zhengzhou 451460, China)

Objective: To define the regulation of the specific patent medicine Jiangu No. IV to factors of bone tissue repair. Method: Built rat models of femoral head necrosis successfully by liquid nitrogen refrigeration. They were randomly divided into 3 groups: normal operation group, model group, operation of drug group. Observed them regularly by X-ray film. 4 weeks later, extracted total RNA respectively from the bone tissue of femoral head for PCR amplification of the osteoblast conversion factors Cbfa1and OSX. Results: mRNA expression of Cbfa1 and OSX in operation of drug group increase obviously. Conclusion：The regulation of Jiangu No. IV on osteoblast conversion factors was clear and definite from the angle of bone formation. That would provide theoretical basis for the clinical application of Jiangu No. IV.

Jiangu No.Ⅳ; Cbfa1; OSX

2017 - 06- 24

河南省科學技術廳科技攻關項目(102102210088)

段佩玲(1972—)，女，河南鄭州人，鄭州鐵路職業(yè)技術學院講師，碩士，研究方向為分子生物學。

R96

A

1008-6811(2017)03-0023-03

方 艷]