【背景】骨质疏松症(osteoporosis,OP)是以骨量降低和骨的微细结构蜕变为主要特征,同时伴随骨的脆性增加及易于骨折的全身性骨骼疾病。伴随医学发展,对于OP有了清楚的认识和大量的研究,我国也把OP作为国家重点攻克的三大老年性疾病之一。OP最严重的后果是骨质疏松性骨折(osteoporotic fracture,OPF)。和一般骨折即非OPF相比,OPF愈合时间迟缓,骨折内固定易松动,内固定可靠性降低,再次发生骨折的概率较高。因此,如何行之有效的解决OP及OPF是临床工作者面前的艰巨任务。OPF愈合的过程复杂而连续,其中包括组织学、生物力学、内分泌学的改变,同时包括成骨细胞(osteoblasts,OB)、破骨细胞(osteoclasts,OC)、骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)、各种炎症细胞等多种细胞的参与、作用和协调的行为。因此,OPF骨折不仅要进行骨折治疗,还要进行抗骨质疏松治疗。大量研究表明,老年OPF患者的BMSCs增殖以及OB的分化均下降,可能提示着BMSCs是影响骨折愈合的的主要原因之一。Wnt信号通路比较复杂和庞大,涉及系统的因子很多,调节的机制有纷繁复杂,同时又和其他的信号系统和多种细胞因子相互作用。Wnt/β-catenin通路在BMSCs的增殖以及OB分化起重要作用。β连环蛋白(beta-catenin,β-catenin)是Wnt/β-catenin通路的关键因子之一,能够从转录方面对OB分化的靶基因产生影响。敲除小鼠的β-catenin基因,其OB分化停滞在早期祖细胞阶段。因此,β-catenin具显著促进OB分化的作用。来源于骨细胞的骨硬化蛋白(Sclerostin,SO)是骨形成负性调节因子,主要是因为抑制经典的Wnt/β-catenin信号通路,进而对OB的分化和骨形成产生抑制。敲除小鼠的SO基因促进了骨形成并增加了骨强度。研究表明,敲除小鼠的SO基因加速骨折愈合主要是因为激活了β-catenin。基因以上认识及前期研究,本课题主要是从sclerostin和β-catenin入手研究sclerostin/β-catenin与OPF的关联性。而目前这方面研究主要是以离体实验为主,如培养动物模型和离题细胞培养,还有一些人的血清方面的研究,却很少以人在体组织为研究对象。但是无论那种离体研究方式都不能绝对真实反应人体骨组织的基因表达水平,因此本研究以手术取出骨组织为研究对象,能都更加真是的反应出OPF患者在骨折愈合过程中的Sclerostin和β-catenin的变化水平。从而更加深入的了解和研究OPF的生理病理机制。【目的】本课题的主要目的是通过对OPF不同时间段的患者和非OPF的患者骨折端骨组织进行对比,研究OPF患者与非OPF患者Sclerostin和β-catenin在蛋白表达和免疫组化方面的表达变化,分析其原因和临床意义,对Wnt/β-catenin通路与OPF变化关系进行探索,为OPF的研究和治疗提供理论依据。【方法】选择2016年9月-2017年4月在我院就诊且符合条件的患者38人。全部受试者行双能X线吸收测定仪检测骨密度,并登记患者的相关信息如性别、年龄、身高等,再根据WHO诊断OP的标准划分为两组:OPF组和非OPF组(即一般骨折组),OPF组根据骨折到手术之间的时间段的不同再分小组。手术中取患者骨折端骨组织标本,根据需要一方面用骨组织标本提取骨组织总蛋白进行WB实验,另一方面将骨组织标本进行固定,石蜡包埋处理后做IHC-P实验,主要针对经典Wnt/β-catenin信号通路的关键蛋白Sclerostin和β-catenin,通过WB和IHC-P实验,比较OPF与非OPF组之间、OPF中不同时间段患者之间在骨折发生以后和骨折愈合过程中Sclerostin和β-catenin表达的不同,WB实验数据数据以均数±标准差(x±s)表示,使用Image J图片分析,SPSS19.0对数据进行统计分析,Graph pad Prisma 5软件制作相关统计图。【结果】OPF组患者常见于髋部骨折,骨折以女性居多,因本次试验OPF组取非椎体骨组织,因此无法统计椎体的OPF患者发病规律,非OPF组患者以四肢骨折为主,性别无显著差异。对股骨颈骨折取骨进行WB实验时,同一患者中取骨分组进行实验,洗骨组的蛋白表达明显低于未洗组,而两组结果并不影响实验最终结果,因此,取骨进行WB实验时骨头无需另外清洗,可直接用于WB实验。WB实验时,对比OPF组股骨颈骨折远端和近端骨组织实验对比发现,两组蛋白表达无明显差别,对于在4周以内OPF组股骨颈骨折患者取骨组织行WB实验时,无需区分股骨颈远端和近端。OPF患者Sclerostin蛋白高表达,并且在一定时间内持续增高不降,因无法对OP患者进行取骨实验,由实验推断OP患者的Sclerostin蛋白也是此种情况,然而Sclerostin的持续高表达抑制Wnt/β-catenin通路,抑制骨形成,可能加速OP的发生,同时其高表达延缓OPF的愈合,OPF愈合缓慢可能与此有关。β-catenin在OPF组患者骨组织中骨折初期(0-2周)低表达,到一定时间后其蛋白表达有所上升(P<0.05),可能因为骨折刺激Wnt/β-catenin信号通路有关,但是这不足以是骨形成和骨沉积恢复到一个动态的平衡,因为Sclerostin对Wnt/β-catenin信号通路的抑制作用更为强大,因此OP及OPF需要干预治疗。【结论】1.对骨折端取骨对骨组织进行WB实验时,取下的骨头无需另外清洗,可直接用于WB实验。2.在老年股骨颈骨折(3-4周以内),骨折远端和近端骨组织中Sclerostin和β-catenin蛋白表达无明显变化。3.OPF骨折患者骨组织中Sclerostin蛋白的表达显著,并在一定时期内持续增高,抑制Wnt/β-catenin通路,推测OP的发生与其高表达有关。4.β-catenin在非OPF组患者骨组织中表达较高,在OPF组骨折初期(0-2周),其表达较低,一段时间(3-4周)过后会逐步升高。5.在OPF患者中Sclerostin的持续高表达抑制Wnt/β-catenin通路,抑制骨形成,有加速OP的发生和延缓OPF的愈合作用,β-catenin一段时间(3-4周)内的高表达无法恢复骨吸收和骨沉积的动态平衡,OP及OPF需要干预治疗。