异补骨脂素对小鼠胫骨骨折愈合的影响及其机制研究

作     者：吴西 

作者单位：甘肃中医药大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈克明

授予年度：2023年

学科分类：1005[医学-中医学] 100508[医学-中医骨伤科学] 10[医学] 

主      题：骨折 骨痂 异补骨脂素 血管造影 

摘      要：目的研究异补骨脂素对小鼠胫骨骨折愈合的影响及其作用机制,为研发源自中草药的加速骨折愈合新药奠定基础。方法1.取2月龄体质量为(20±2)g雄性C57BL/6小鼠40只,随机分为4组:模型组(Model)、低剂量组(Isopsoralen-Low dose,ISO-L)、中剂量组(Isopsoralen-Medium dose,ISO-M)和高剂量组(Isopsoralen-High dose,ISO-H),每组10只,建立右侧胫骨骨折模型。术后第3天开始灌胃给药,ISO-L组、ISO-M组和ISO-H组给药浓度分别为10、20和40mg·kg-1,Model组灌服等体积生理盐水,每日1次,连续给药28天。每周称量一次体重。第7、14、21、28天行X线检查并对骨痂生长情况评分。28天后处死所有小鼠,剥离主要脏器计算脏器系数,并进行苏木精伊红(HE)染色,观察主要脏器病理结构变化情况。采用Micro-CT扫描骨折区域,量化分析BV/TV值。通过HE染色和番红固绿染色观察胫骨骨折断端愈合及塑形情况。2.取2月龄体质量为(20±2)g雄性C57BL/6小鼠80只,随机分为2组:模型组(Model)和异补骨脂素治疗组(ISO),每组40只。术后第3天开始灌胃给药,ISO组灌服40mg·kg-1的ISO,Model组灌服等体积生理盐水,每日1次。取灌服第7、14、21、28天术侧胫骨,采用Micro-CT扫描骨折区域量化BV/TV,并通过HE染色观察骨折断端愈合及塑形情况。采用ELISA法检测灌服第14天小鼠血清中BALP和PINP骨形成指标的变化情况。采用Western Bloting检测灌服7天和14天小鼠胫骨骨痂组织中COL-1、Runx-2、BMP2、OSX和VEGF蛋白的表达含量。通过血管灌注观察灌服28天后骨折区域骨痂微血管,量化分析血管体积分数及血管直径。采用免疫组织化学染色观察灌服14天骨痂中VEGF表达情况。结果1.实验期间各组小鼠体质量均呈增长趋势,各组间无统计学差异(P0.05)。灌服28天后,各组小鼠主要脏器系数均无统计学差异(P0.05),脏器HE染色未发现明显病理学改变。X线片观察和评分发现,ISO-M组在28天后的评分高于Model组(P0.05);14天后ISO组的BV/TV高于Model组(P0.05);21天后ISO组的BV/TV低于Model组(P0.05);28天后ISO组的BV/TV低于Model组(P0.05)。血清骨形成生化指标显示ISO组BALP和PINP含量均显著高于Model组(P0.05)。骨组织蛋白表达结果显示,ISO组的COL-1、Runx-2、BMP2、OSX和VEGF表达量均高于Model组(P0.05)。血管造影结果示,ISO组血管体积分数高于Model组(P0.05),ISO组血管直径高于Model组(P0.05)。免疫组织化染色结果显示ISO组VEGF表达量高于Model组(P0.05)。结论1.异补骨脂素可促进软骨内成骨,增加骨痂生成量,以加快骨折断端骨痂的形成促进骨折愈合,并在10～40 mg·kg浓度范围内呈剂量依赖性。2.异补骨脂素可以通过提高成骨细胞活性促进骨折愈合,并且通过上调骨组织中VEGF的表达促进血管发生,发挥其促进骨折愈合的作用。