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骨髓间充质干细胞成骨分化与股骨头坏死2022-01-21 09:20:34

有研究通过microCT扫描、病理学观察和评估股骨头坏死样本不同区域骨结构,结果显示股骨头不同区域的成骨细胞活性降低、骨小梁厚度数量减少及骨质疏松可能是股骨头塌陷的原因。因此,应尽早促进成骨细胞活性以防止坏死股骨头塌陷。成骨细胞的主要来源为骨髓腔内的骨髓间充质干细胞分化。Wen等用肝细胞生长因子基因转染骨髓间充质干细胞联合髓芯减压治疗激素诱导的兔早期股骨头坏死,发现肝细胞生长因子有利于骨髓间充质干细胞向成骨分化,且坏死股骨头区域观察到小梁的规则排列和明显的骨再生,并推断可能是通过激活细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)通路起作用,随着肝细胞生长因子的减少,通过激活成骨微环境中的Akt信号传导途径促进骨髓间充质干细胞分化,有利于骨组织的重建。

该课题组用同样的方法治疗创伤性兔早期股骨头坏死发现两者的效果及恢复机制相似,高浓度肝细胞生长因子促进ERK1/2信号传导途径的活化并抑制Akt信号传导途径的活化,Akt促进骨髓间充质干细胞增殖但抑制成骨分化;然而,低浓度肝细胞生长因子可以激活Akt信号传导途径并促进成骨分化。Chen等发现乙醇可影响Akt向质膜募集,并抑制Ser473处的Akt磷酸化,进而抑制骨髓间充质干细胞中Akt/GSK3β/β-连环蛋白信号传导途径,最终下游β-连环蛋白降解,骨髓间充质干细胞成骨分化能力减弱,而Akt活化剂SC-79在体内和体外给药均可阻断乙醇对成骨分化的抑制作用,并推测SC-79是乙醇诱导股骨头坏死的潜在治疗方法。
 
Huang等发现股骨头坏死区域比正常髂骨处的骨髓间充质干细胞成骨分化明显降低,并且在Wnt信号传导途径中具有更高的GSK3β表达。在添加氯化锂(GSK3β抑制剂)之后,股骨头坏死区域的骨髓间充质干细胞成骨分化能力显著增加,推测Wnt信号通路介质(如GSK3β的抑制剂)可能是早期股骨头坏死的临床治疗靶点。基于研究发现成骨分化受Mdm2-p53信号传导调节及乙醇通过刺激氧化应激抑制Wnt信号通路传导进而抑制骨髓间充质干细胞成骨分化。Chen等发现PFTα可减弱乙醇诱导的p53活化和GSK3β去磷酸化,从而恢复细胞核和细胞质中的β-连环蛋白水平,促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,起到对酒精性股骨头坏死的保护作用。
 
出自《骨髓间充质干细胞定向分化治疗股骨头坏死:应用效果与评价》作者赵军,张晓峰,徐西林。