何嘉怡 遲瑞敏 賀毅 蔡卓 許濤 郭風(fēng)勁 葉亞平
糖皮質(zhì)激素相關(guān)性股骨頭壞死是大劑量或長(zhǎng)期使用糖皮質(zhì)激素的嚴(yán)重副作用[1]。隨著骨壞死進(jìn)展,股骨頭塌陷并導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎和疼痛,其致殘率高并嚴(yán)重影響病人生活質(zhì)量[2]。晚期股骨頭壞死病人最有效的治療是全髖關(guān)節(jié)置換,但其費(fèi)用高昂且存在晚期假體松動(dòng)和磨損等并發(fā)癥。如何在股骨頭壞死早期有效預(yù)防骨壞死進(jìn)展,加速骨壞死的康復(fù)治療已成為臨床上亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題[3-4]。
近期一項(xiàng)多中心的隨機(jī)雙盲對(duì)照臨床試驗(yàn)表明,復(fù)方仙靈骨葆膠囊(淫羊藿含量占70%[5])可有效降低接受糖皮質(zhì)激素治療病人的股骨頭壞死發(fā)生率,但其分子機(jī)制不清[6]。有研究[7]顯示,淫羊藿苷可通過(guò)抑制血管內(nèi)血栓形成及血管外脂質(zhì)沉積來(lái)降低股骨頭壞死的發(fā)生率。有學(xué)者將淫羊藿苷與聚乳酸羥基乙酸/磷酸三鈣納米纖維支架結(jié)合,促進(jìn)股骨頭壞死病人的骨缺損修復(fù)[8]。據(jù)報(bào)道轉(zhuǎn)錄共激活因子(TAZ)能促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)的成骨分化,TAZ 能激活Runt 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(runt-related transcriptional factor 2,Runx2)依賴的成骨分化基因表達(dá)并抑制抗過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)依賴的成脂分化基因表達(dá),但是TAZ在淫羊藿苷調(diào)控激素性股骨頭壞死中的作用尚無(wú)研究報(bào)道[9]。本研究擬通過(guò)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)和體外實(shí)驗(yàn),從分子水平去研究淫羊藿苷對(duì)激素性股骨頭壞死的保護(hù)作用及其相關(guān)機(jī)制,為股骨頭壞死的治療提供新的作用靶點(diǎn),為有效降低激素性股骨頭壞死的發(fā)生率并加速早期股骨頭壞死病人的康復(fù)提供有價(jià)值的參考。
淫羊藿苷(Sigma,美國(guó)),地塞米松(碧云天生物,中國(guó)),甲強(qiáng)龍(輝瑞,美國(guó)),siRNA-TAZ 和空白siRNA(廣州瑞博生物科技有限公司,中國(guó)),引物合成(擎科生物,中國(guó)),PPARγ抗體(Abcam,美國(guó)),結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(connective tissue growth factor,CTGF)抗體(Abcam,美國(guó)),TAZ 抗體(CST,美國(guó)),Runx2 抗體(博士德,中國(guó)),GAPDH 抗體(博士德,中國(guó)),辣根過(guò)氧化物酶偶聯(lián)二抗(博士德,中國(guó)),骨鈣蛋白(osteocalcin,OCN)抗體(博士德,中國(guó)),血小板-內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子(Platelet endothelial cell adhesion molecule-1,PECAM-1/CD31)抗體(Santa Cruz,美國(guó)),血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)抗體(Santa Cruz,美國(guó)),生物素化羊抗兔/小鼠抗體(博士德,中國(guó))。蛋白定量檢測(cè)試劑盒(博士德,中國(guó)),ECL化學(xué)發(fā)光試劑盒(Thermo 公司,美國(guó)),Trizol 抽提液(Invitrogen,美國(guó)),總RNA 提取試劑盒(Toyobo,日本),cDNA 合成試劑盒(Toyobo,日本),SYBR Green 熒光定量PCR 試劑盒(Toyobo,日本),CCK-8 試劑盒(博士德,中國(guó)),Annexin V-FITC/PI 試劑盒(碧云天生物,中國(guó))。成年雄性SD 大鼠由華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。
(一)大鼠BMSCs的分離、培養(yǎng)與分組
所有動(dòng)物操作均經(jīng)華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(rBMSCs)取自3 月齡SD 大鼠的股骨。取出股骨沖出骨髓,貼壁培養(yǎng)得到rBMSCs。本實(shí)驗(yàn)使用第3代rBMSCs。
分組如下:①對(duì)照組;②地塞米松組(10-6mol/L);③聯(lián)合干預(yù)組[地塞米松(10-6mol/L)+不同濃度淫羊藿苷(1×10-8mol/L,1×10-7mol/L,1×10-6mol/L,1×10-5mol/L)]。
(二)細(xì)胞增殖檢測(cè)
使用CCK-8 試劑盒檢測(cè)細(xì)胞增殖情況。將rBMSCs 接種到96 孔板中(5×103個(gè)/孔)。24 h 后根據(jù)上述分組給藥。培養(yǎng)72 h 后,每孔加入10 μL CCK-8 溶液,37 ℃黑暗孵育1 h。最后,使用IMAX190 光度計(jì)讀取450 nm 處的吸光度。通過(guò)比較光密度值(OD)來(lái)評(píng)價(jià)各組細(xì)胞增殖情況。
(三)細(xì)胞凋亡檢測(cè)
使用Annexin V-FITC/PI 試劑盒檢測(cè)細(xì)胞凋亡情況。按上述分組給藥72 h后收集細(xì)胞。加入Annexin V-FITC/PI 染色,再使用流式細(xì)胞儀進(jìn)行分析。Annexin V+/PI-和Annexin V+/PI+的細(xì)胞分別被認(rèn)為是早期和晚期的凋亡細(xì)胞。
(四)成骨和成脂分化試驗(yàn)
成骨培養(yǎng)基由DMEM/F12、10%FBS、10 mmol/L β-甘油磷酸酯、10-8mol/L 地塞米松和50 μg/mL 抗壞血酸組成;成脂培養(yǎng)基由DMEM/F12、10%FBS、0.5 mmol/L 異丁基甲基黃嘌呤和10 mg/mL 胰島素組成。接種細(xì)胞后每?jī)商旄鼡Q培養(yǎng)基,21 d 后進(jìn)行茜素紅-S 染色(成骨分化)和油紅-O 染色(成脂分化)[10-11]。
(五)小干擾RNA轉(zhuǎn)染試驗(yàn)
將第3 代rBMSCs 以5×104個(gè)/孔的密度種植在6 孔板中,當(dāng)細(xì)胞融合達(dá)到50%時(shí),經(jīng)脂質(zhì)體將siRNA 轉(zhuǎn)染到rBMSCs 中以沉默TAZ 表達(dá)[10]。48 h 后,采用地塞米松(1×10-6mol/L)+淫羊藿苷(1×10-7mol/L)處理上述細(xì)胞72 h,以了解rBMSCs在地塞米松和淫羊藿苷聯(lián)合作用下,TAZ 蛋白的表達(dá)是否可影響其下游靶基因(CTGF)表達(dá)及細(xì)胞成骨分化(Runx2)。
(六)蛋白免疫印跡
使用Western Blot 法進(jìn)行蛋白表達(dá)定量分析。提取蛋白,BCA 法測(cè)定蛋白濃度,SDS-PAGE 電泳,轉(zhuǎn)膜,孵育一抗(PPARγ、TAZ、CTGF、Runx2、GAPDH),孵育二抗,使用ECL化學(xué)發(fā)光試劑盒觀察蛋白條帶。
(七)實(shí)時(shí)熒光定量PCR
使用實(shí)時(shí)熒光定量PCR 進(jìn)行基因表達(dá)定量分析。Trizol提取總RNA,按cDNA合成試劑盒操作步驟逆轉(zhuǎn)錄得到cDNA,然后擴(kuò)增處理,循環(huán)條件如下:95 ℃預(yù)變性30 s,然后95 ℃變性5 s和60 ℃下退火30 s,共循環(huán)40 次。Runx2 引物序列:上游CTACTCTGCCGAGCTACGAAAT,下 游 TCTGTCTGTGCCTTCTTGGTTC;ALP 引 物 序 列 :上 游AGGGAAGGGTCAGTCAGGTT,下 游CCTGGACCTCATCA-GCATTT;OPN 引物序列:上游CAAGGACCAACTACAACCA,下 游 GGAG - ACAGGAGGCAAGG;GAPDH 引 物 序 列:上 游 AACGACCCCTTCATTGACC - TC,下 游CCTTGACTGTGCCGTTGAACT。
(八)動(dòng)物模型制備
選用12 周齡、體重250~300 g 的SD 大鼠52 只,隨機(jī)分為三組。對(duì)照組(12只)不進(jìn)行特殊處理;甲強(qiáng)龍組(20 只)腹腔注射脂多糖(LPS,0.2 mg·kg-1),然后肌肉注射甲強(qiáng)龍(MP,40 mg·kg-1·d-1)連續(xù)3 d;聯(lián)合干預(yù)組(20只)腹腔注射LPS并肌肉注射MP,在首次注射MP后連續(xù)灌胃淫羊藿苷(100 mg·kg-1·d-1),直至動(dòng)物被處死[12]。
(九)免疫組化染色
造模6 周后對(duì)大鼠進(jìn)行安樂(lè)死處理并取出股骨,使用10%EDTA 溶液脫鈣3 周,包埋于石蠟中。將股骨頭沿冠狀面以5 μm 厚度切片。使用蘇木精和伊紅(HE)染色評(píng)估小梁結(jié)構(gòu);應(yīng)用免疫組化學(xué)染色方法檢測(cè)股骨頭OCN、TAZ、CD31、VEGF 蛋白表達(dá)情況。使用Image-Pro Plus 軟件分析。在鏡下至少選擇5 個(gè)隨機(jī)區(qū)域,根據(jù)每張圖片的累積光密度值(IOD)定量陽(yáng)性染色,并測(cè)量相應(yīng)區(qū)域面積(area),平均光密度=IOD/area。
(十)TUNEL細(xì)胞凋亡檢測(cè)
使用TUNEL 試劑盒檢測(cè)骨細(xì)胞凋亡情況。以胞核為褐色或胞漿中有褐色顆粒的細(xì)胞為陽(yáng)性細(xì)胞。使用Image-Pro Plus軟件分析得到平均光密度,用以衡量各組細(xì)胞凋亡率。
(十一)股骨頭Micro-CT檢查
造模6周后對(duì)大鼠進(jìn)行安樂(lè)死處理并收集其股骨頭,使用Micro-CT 掃描。采用直接三維測(cè)量方法計(jì)算骨密度(bone mineral density,BMD)、骨體積/組織體積(bone volume per tissue volume,BV/TV)、骨小梁數(shù)(trabecular number,Tb.N)、骨小梁間距(trabecular separation,Tb.Sp)和骨小梁厚度(trabecular thickness,Tb.Th)。
(十二)血管造影
造模6 周后麻醉大鼠,分離腹主動(dòng)脈和靜脈。心臟注射肝素化鹽水后,通過(guò)遠(yuǎn)端腹主動(dòng)脈注射Microfil 造影劑,直到觀察到其從腹腔靜脈持續(xù)流出。隨后,上述大鼠4 ℃保存過(guò)夜,取雙側(cè)股骨頭,4%多聚甲醛固定,10% EDTA 溶液脫鈣。最后,按照上述方法對(duì)樣本進(jìn)行Micro-CT 掃描,利用內(nèi)置軟件重建并計(jì)算股骨頭血管體積。
采用SPSS 13.0(IBM 公司,美國(guó))進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,兩組差異用Student-t 檢驗(yàn)確定,多組間的差異使用單因素方差分析確定,然后使用Bonferroni檢驗(yàn)來(lái)具體比較兩組之間的差異。P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
研究結(jié)果表明地塞米松抑制rBMSCs增殖,促進(jìn)rBMSCs凋亡(圖1 a~c)。而采用不同濃度淫羊藿苷處理后,地塞米松對(duì)rBMSCs的上述作用均得到不同程度的削弱,其中10-7mol/L濃度的淫羊藿苷在削弱地塞米松對(duì)rBMSCs 的增殖抑制和促進(jìn)凋亡方面具有最佳的效果(圖1 a~c)。
圖1 地塞米松和不同濃度淫羊藿苷對(duì)rBMSCs增殖和凋亡的影響 a:CCK-8法檢測(cè)rBMSCs增殖情況;b、c:Annexin V-FITC/PI雙染法流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)rBMSCs 凋亡情況[Dex:地塞米松;ICA8:淫羊藿苷(1×10-8 mol/L);ICA7:淫羊藿苷(1×10-7 mol/L);ICA6:淫羊藿苷(1×10-6 mol/L);ICA5:淫羊藿苷(1×10-5 mol/L);與對(duì)照組比較,*P<0.05;與地塞米松組比較,#P<0.05]
本研究顯示,與對(duì)照組比較,地塞米松組中rBMSCs 的成骨分化被明顯抑制,而聯(lián)合干預(yù)組中rBMSCs 成骨分化增強(qiáng)(圖2 a);此外,與對(duì)照組比較,地塞米松組中成骨分化相關(guān)基因Runx2 和ALP表達(dá)水平明顯下降,OPN 表達(dá)水平無(wú)變化;而與地塞米松組比較,聯(lián)合干預(yù)組中Runx2、ALP和OPN表達(dá)水平明顯增加(圖2 b)。此外,地塞米松可顯著增強(qiáng)成脂分化關(guān)鍵蛋白PPAR-γ表達(dá),而淫羊藿苷可下調(diào)該基因在蛋白水平的表達(dá)(圖2 c)。油紅O 染色顯示地塞米松可促進(jìn)rBMSCs成脂分化,而淫羊藿苷可削弱地塞米松對(duì)rBMSCs成脂分化的促進(jìn)作用(圖2 d)。
圖2 地塞米松和不同濃度淫羊藿苷對(duì)rBMSCs 分化的影響 a:茜素紅-S 染色檢測(cè)rBMSCs 成骨分化,比例尺=400 μm;b:實(shí)時(shí)檢測(cè)Runx2、ALP、OPN的mRNA表達(dá);c:Western blot 檢測(cè)PPAR-γ蛋白表達(dá);d:油紅-O染色檢測(cè)rBMSCs成脂分化,比例尺=400 μm[Dex:地塞米松;ICA8:淫羊藿苷(1×10-8 mol/L);ICA7:淫羊藿苷(1×10-7 mol/L);ICA6:淫羊藿苷(1×10-6 mol/L);ICA5:淫羊藿苷(1×10-5 mol/L);與對(duì)照組比較,*P<0.05;與地塞米松組比較,#P<0.05]
本研究顯示地塞米松可抑制rBMSCs 中TAZ 蛋白表達(dá),而淫羊藿苷可有效改善地塞米松對(duì)TAZ蛋白的表達(dá)抑制作用(圖3 a)。使用siRNA 沉默rBMSCs 中TAZ蛋白表達(dá),24 h后siTAZ組中TAZ蛋白表達(dá)被明顯抑制(圖3 b)。再采用地塞米松+淫羊藿苷處理上述細(xì)胞3 d,結(jié)果顯示,地塞米松可顯著抑制CTGF 及Runx2 蛋白表達(dá);而地塞米松+淫羊藿苷可顯著增加CTGF 及Runx2 蛋白表達(dá)。這提示淫羊藿苷可有效改善地塞米松對(duì)CTGF 及Runx2 蛋白的表達(dá)抑制作用。當(dāng)TAZ 表達(dá)被沉默后,其下游的CTGF 蛋白和成骨分化相關(guān)蛋白R(shí)unx2 表達(dá)均發(fā)生不同程度的下降(圖3 c)。本部分實(shí)驗(yàn)提示,地塞米松可能通過(guò)抑制TAZ 表達(dá)來(lái)抑制Runx2,而淫羊藿苷則可能通過(guò)促進(jìn)TAZ 表達(dá)來(lái)達(dá)到削弱地塞米松對(duì)rBMSCs增殖和成骨分化的調(diào)控作用。
圖3 Western blot 檢測(cè)地塞米松和不同濃度淫羊藿苷對(duì)rBMSCs 中TAZ、CTGF、Runx2 蛋白表達(dá)的影響 a:各組中TAZ 蛋白表達(dá)情況;b:siRNA 轉(zhuǎn)染rBMSCs 后TAZ 蛋白表達(dá)情況;c:siRNA 轉(zhuǎn)染rBMSCs 后,各組中TAZ、CTGF、Runx2 蛋白表達(dá)情況[Dex:地塞米松;ICA8:淫羊藿苷(1×10-8 mol/L);ICA7:淫羊藿苷(1×10-7 mol/L);ICA6:淫羊藿苷(1×10-6 mol/L);ICA5:淫羊藿苷(1×10-5 mol/L);scramble:無(wú)義對(duì)照;與對(duì)照組比較,*P<0.05;與地塞米松組比較,#P<0.05;與聯(lián)合干預(yù)組比較,&P<0.05]
HE染色結(jié)果顯示,對(duì)照組中大鼠骨壞死發(fā)生率為0,甲強(qiáng)龍組骨壞死發(fā)生率為90%(18/20),聯(lián)合干預(yù)組骨壞死發(fā)生率為35%(7/20)。甲強(qiáng)龍組中可見(jiàn)大量壞死組織及空骨陷窩,而聯(lián)合干預(yù)組則少見(jiàn)(圖4)。TUNEL 凋亡染色結(jié)果顯示,與對(duì)照組比較,甲強(qiáng)龍組大鼠股骨頭軟骨下骨小梁的骨細(xì)胞凋亡明顯增加(圖5 a),而聯(lián)合干預(yù)組大鼠骨細(xì)胞凋亡減少(圖5 a)。免疫組化結(jié)果也提示,甲強(qiáng)龍可明顯抑制OCN和TAZ蛋白表達(dá),而聯(lián)合干預(yù)組中OCN和TAZ蛋白表達(dá)均顯著上調(diào)(圖5 b、c)。
圖5 大鼠股骨頭TUNEL染色及OCN蛋白、TAZ蛋白表達(dá)情況,比例尺=200 μm a:TUNEL染色檢測(cè)大鼠股骨頭軟骨下骨細(xì)胞凋亡情況;b、c:免疫組化染色示大鼠股骨頭軟骨下OCN和TAZ表達(dá)情況(MP:甲強(qiáng)龍;ICA:淫羊藿苷;與對(duì)照組比較,*P<0.05;與甲強(qiáng)龍組比較,#P<0.05)
Micro-CT 顯示甲強(qiáng)龍組BMD、BV/TV、Tb.N 和Tb.Th 較對(duì)照組顯著降低,同時(shí)Tb.Sp 增加,提示激素可破壞大鼠股骨頭近端軟骨下骨小梁結(jié)構(gòu)(圖6)。與甲強(qiáng)龍組比較,聯(lián)合干預(yù)組大鼠的骨破壞顯著減輕,其BMD、BV/TV、Tb.N 和Tb.Th 與甲強(qiáng)龍組比較顯著增加,而Tb.Sp減少(圖6)。
圖6 Micro-CT分析股骨頭微觀結(jié)構(gòu) a:股骨頭代表性Micro-CT圖像;b~f:軟骨下骨小梁微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)(MP:甲強(qiáng)龍;ICA:淫羊藿苷;與對(duì)照組比較,*P<0.05;與甲強(qiáng)龍組比較,#P<0.05)
血管重建三維CT 顯示,與對(duì)照組比較,甲強(qiáng)龍干預(yù)可顯著降低大鼠股骨頭血管體積,而聯(lián)合干預(yù)組的股骨頭內(nèi)血管體積較甲強(qiáng)龍組明顯增加(圖7 a)。此外,通過(guò)免疫組化染色檢測(cè)股骨頭血管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物CD31和VEGF的結(jié)果顯示,甲強(qiáng)龍組中CD31 和VEGF 表達(dá)明顯被抑制,而聯(lián)合干預(yù)組中CD31 和VEGF 蛋白表達(dá)水平較甲強(qiáng)龍組顯著增加(圖7 b、c)。上述結(jié)果提示甲強(qiáng)龍可抑制大鼠股骨頭內(nèi)的血供,而淫羊藿苷可顯著改善激素對(duì)大鼠股骨頭血流灌注的抑制效應(yīng)。
圖7 大鼠股骨頭血供和血管生成情況 a:大鼠股骨頭血供的三維圖像及血管體積與總體積的比率;b、c:免疫組化顯示大鼠股骨頭軟骨下CD31和VEGF表達(dá)情況,比例尺=200 μm(MP:甲強(qiáng)龍;ICA:淫羊藿苷;與對(duì)照組比較,*P<0.05;與甲強(qiáng)龍組比較,#P<0.05)
既往研究顯示長(zhǎng)期使用糖皮質(zhì)激素可導(dǎo)致股骨頭壞死發(fā)生[13-15]。激素相關(guān)性股骨頭壞死病人的BMSCs 增殖和成骨分化能力均低于未使用激素對(duì)照組病人[16]。也有研究發(fā)現(xiàn)激素可通過(guò)降低骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2 的表達(dá)來(lái)抑制BMSCs 的成骨分化[17]。此外,激素還能促使BMSCs由成骨分化轉(zhuǎn)向成脂分化[18]。在本研究中,我們亦發(fā)現(xiàn)地塞米松可促進(jìn)rBMSCs的凋亡和成脂分化,并抑制rBMSCs的增殖、成骨分化和鈣質(zhì)沉積。我們還發(fā)現(xiàn)了淫羊藿苷可顯著逆轉(zhuǎn)地塞米松的上述效應(yīng),其最佳濃度為10-7mol/L。
既往研究提示不同濃度的地塞米松對(duì)BMSCs分化具有截然相反的效應(yīng)。低濃度地塞米松(10-8mol/L)能促進(jìn)TAZ 表達(dá)和BMSCs 成骨分化,該作用可被糖皮質(zhì)激素受體拮抗劑RU486 阻斷[19]。高濃度地塞米松(10-7mol/L)卻能抑制TAZ 表達(dá)和BMSCs 成骨分化[19]。本實(shí)驗(yàn)中,我們重點(diǎn)關(guān)注了高濃度地塞米松(10-6mol/L)和淫羊藿苷對(duì)rBMSCs 內(nèi)TAZ表達(dá)和細(xì)胞分化的調(diào)控作用。結(jié)果顯示地塞米松顯著抑制了rBMSCs 中TAZ 及其下游靶基因CTGF表達(dá),也能抑制Runx2的表達(dá)。而淫羊藿苷能削弱地塞米松對(duì)rBMSCs的作用,部分上調(diào)TAZ、CTGF和Runx2 蛋白的表達(dá)。Runx2 已被證實(shí)是控制BMSCs成骨分化最重要的轉(zhuǎn)錄因子[20]。而TAZ可與位于Runx2 調(diào)控區(qū)域的序列基序Pro-Pro-X-Tyr 結(jié)合,進(jìn)而促進(jìn)成骨分化過(guò)程的啟動(dòng)[21]。我們實(shí)驗(yàn)證實(shí),使用siRNA-TAZ 沉默TAZ 表達(dá)后,地塞米松和淫羊藿苷組Runx2 蛋白表達(dá)顯著降低。以上結(jié)果均提示,TAZ 應(yīng)該是地塞米松和淫羊藿苷調(diào)控Runx2 表達(dá)和rBMSCs成骨分化的關(guān)鍵靶點(diǎn)。
HE染色是評(píng)價(jià)骨壞死的組織學(xué)金標(biāo)準(zhǔn)[22]。HE染色結(jié)果顯示激素干預(yù)可顯著促進(jìn)大鼠股骨頭軟骨下骨小梁骨壞死病變進(jìn)展,大量空骨陷窩被壞死骨髓包圍,而淫羊藿苷能顯著緩解激素導(dǎo)致的股骨頭壞死。骨壞死的主要病理變化是骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的凋亡[23-25]。TUNEL 染色進(jìn)一步證實(shí),激素能明顯增加骨細(xì)胞凋亡,而淫羊藿苷處理可明顯緩解激素誘導(dǎo)的骨細(xì)胞凋亡。此外,免疫組化證實(shí)激素能抑制TAZ蛋白表達(dá),而淫羊藿苷能消除激素對(duì)TAZ表達(dá)的影響。這些都進(jìn)一步證明TAZ 在激素和淫羊藿苷調(diào)控大鼠股骨頭壞死中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
Micro-CT結(jié)果也顯示,激素干預(yù)6周后,大鼠股骨頭軟骨下骨小梁出現(xiàn)了明顯骨丟失,其股骨頭軟骨下骨小梁的BMD、BV/TV、Tb.N 和Tb.Th 顯著降低,Tb.Sp增加。而淫羊藿苷治療可消除激素對(duì)大鼠股骨頭的不良影響,具體表現(xiàn)為BMD、BV/TV、Tb.N和Tb.Th 增加,而Tb.Sp 降低。此外,我們還對(duì)大鼠股骨頭內(nèi)的血管分布進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示激素干預(yù)使大鼠股骨頭血管體積明顯減小,而淫羊藿苷可顯著增加大鼠股骨頭血供,這提示淫羊藿苷可能通過(guò)增加股骨頭血供來(lái)抑制骨壞死的進(jìn)展。免疫組化進(jìn)一步證實(shí)激素可抑制股骨頭CD31 和子VEGF 表達(dá),而淫羊藿苷顯著消除了激素對(duì)CD31和VEGF蛋白表達(dá)的抑制作用。
綜上所述,我們研究證實(shí)淫羊藿苷可以通過(guò)拮抗糖皮質(zhì)激素,來(lái)調(diào)控rBMSCs 的凋亡和分化,而TAZ則可以作為地塞米松和淫羊藿苷的共同作用靶點(diǎn)起到調(diào)控rBMSCs的作用。此外,我們的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)淫羊藿苷能顯著逆轉(zhuǎn)激素對(duì)大鼠股骨頭內(nèi)TAZ表達(dá)、骨和血管形成的抑制性作用,淫羊藿苷可能通過(guò)促進(jìn)TAZ 蛋白表達(dá)來(lái)預(yù)防股骨頭壞死的發(fā)生發(fā)展。在下一步的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃中,我們擬進(jìn)一步構(gòu)建能夠緩釋淫羊藿苷的生物材料對(duì)股骨頭壞死病灶清除后的骨缺損部位進(jìn)行移植手術(shù),以觀察其對(duì)骨壞死病灶的修復(fù)作用??傮w而言,本實(shí)驗(yàn)對(duì)激素性股骨頭壞死的早期預(yù)防和治療意義重大,為激素性股骨頭壞死提供了新的潛在治療靶點(diǎn)。