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第一部分 骨细胞Wnt信号加速骨折愈合功能研究目的:明确激活骨细胞Wnt信号对骨折愈合的影响。方法:构建骨细胞经典Wnt信号激活（daβcatOt）小鼠和野生型对照小鼠的右侧胫骨骨折内固定愈合模型。采用影像学、组织形态学方法观察小鼠骨折愈合的过程以及愈合的速度和质量。分别收取骨折后1、2、3和4周的胫骨标本,经固定、脱钙后,石蜡包埋和切片、组织学HE染色、破骨细胞TRAP染色等,研究愈合过程的形态学变化。结果:（1）X-光影像学分析表明,对照组小鼠2周形成骨痂、4周完成骨折愈合;然而,daβcatOt小鼠2周时即出现骨折愈合,未形成明显的大骨痂。（2）组织形态学分析证实了这一结果。小鼠常规骨折愈合经历临床典型的四个病理时期,即骨折后第1、2、3及4周时分别出现血痂期、骨痂期、重塑期和愈合期;但是激活骨细胞Wnt信号后,只出现了第1周的血痂期,第2周时出现愈合,而且形成的血痂较小,骨折后1周和2周时,daβcatOt小鼠产生的血痂和骨痂大小仅是对照鼠的1/3。这种愈合加速的现象与传统大血痂和大骨痂有利于愈合的理念不同。（3）破骨细胞TRAP染色显示野生型小鼠骨折后第1周,在骨折部位开始出现破骨细胞,第3周破骨细胞大量出现,第4周重塑完成,破骨细胞减少至常规状态。daβcatOt小鼠虽然骨折第2周时愈合,但破骨细胞并没有消失。这四周的破骨细胞的数量变化（骨折后第1周开始出现少量的破骨细胞,第2周,第3周大量增多,第4周减少）类似于对照鼠,但与对照鼠相比,daβcatOt小鼠在第3周时破骨细胞数量显著增多。结论:激活骨细胞Wnt信号加速骨折愈合,可使骨折愈合时间缩短一半,且不同于常规骨折愈合,血痂和骨痂均很小;daβcatOt小鼠中,破骨细胞在骨折后第3周显著增多,比对照鼠增加近66%。第二部分:骨细胞Wnt信号加速骨折愈合机制研究目的:探索骨细胞Wnt信号加速骨折愈合的细胞分子机制。方法:构建骨细胞经典Wnt信号激活（daβcatOt）小鼠和野生型对照小鼠的右侧胫骨骨折内固定愈合模型。同时为明确骨吸收对骨折愈合的影响,采用腹腔注射临床药物唑来膦酸抑制小鼠的骨吸收,1周后同法骨折。同时测定股骨、腰椎骨密度以及血清骨吸收指标CTX水平,以鉴定唑来膦酸抑制骨吸收的效果。分别收取骨折后1、2、3、4和8周的胫骨样本,经固定、脱钙后、石蜡包埋和切片、组织学HE染色、破骨细胞TRAP染色和骨软骨ABH/OG染色等,研究愈合过程的骨形态学和细胞生物学变化。用RNA-seq高通量大数据分析小鼠骨折愈合过程基因转录组的表达,用免疫组化、蛋白印迹和qPCR等方法鉴定小鼠骨折愈合过程中相关蛋白变化,探求骨折愈合关键调控因子。结果:（1）腹腔注射ZA后第1周,小鼠体重和骨密度未见明显变化;到骨折后第4周小鼠股骨和腰椎骨密度上升。骨吸收指标CTX在第1周时（即骨折手术前）开始显著下降,与注射前的水平相比,野生型对照鼠和daβcatOt鼠CTX水平分别下降22.44%和23.26%。且CTX值持续下降,注射ZA后第4周（即骨折后第3周）,对照野生型和daβcatOt小鼠CTX的水平分别下降28.86%和26.25%。（2）HE染色结果显示注射ZA使得野生型小鼠在骨折4周时没有出现愈合、骨痂反而变大;到了第8周,依然未见愈合趋势。但是,daβcatOt小鼠的骨折愈合却不受ZA的影响,依然在骨折后第2周愈合。（3）ABH/OG染色结果显示野生型小鼠骨折第1周时,在血痂结构里可见大量类似生长板样排列有规律的软骨细胞,第2周软骨细胞数量减少,第3周以后未见软骨细胞。然而,daβcatOt小鼠有相对较小的软骨细胞群,但是软骨/血痂比例未见变小,第2周以后未见到软骨细胞。此外,野生型小鼠在骨折第3周时,在骨折处可见少量间充质纤维组织,然而daβcatOt小鼠在第2周即骨折愈合时出现大量间充质纤维组织（4）骨折标本RNA-seq分析发现:与骨形成相关的基因的 mRNA（如BMP7,BMP8a,BMP8b,Wnt4等）在daβcatOt鼠中显著增加,破骨细胞标志物 Calcr,Dcstamp,Ocstamp 和 Oscar 在骨折后 1 周的 daβcatOt 鼠中是降低的。与软骨功能相关的基因mRNA在骨细胞Wnt激活小鼠中表达上调。对血管生成相关功能的基因进行富集,热图结果显示绝大部分相关基因在daβcatOt鼠均表达上调。而且较多的与炎症反应相关的基因在daβcatOt鼠中均显著上调。经qPCR测定发现BMP家族分子、干细胞趋化因子、炎性因子等信号通路与骨折愈合成正相关关系,需要进一步验证其在骨折愈合中的生物学功能。（5）免疫组化分析显示:与对照鼠相比,daβcatOt鼠的骨痂中TGF-β1的表达水平更高;注射唑来膦酸降低了 TGF-β1的表达,但是,daβcatOt小鼠仍然表达较高水平的TGF-β1。结论:骨吸收是常规小鼠骨折愈合所需要的,虽然其功能未见详细报道,但是骨细胞经典Wnt信号加速骨折愈合不依赖于骨吸收,也不依赖于常规软骨内成骨模式。骨细胞经典Wnt信号可能调控BMP家族分子、干细胞趋化因子、炎性因子等信号来加速骨折愈合。其中TGF-β1因其具有招募干细胞到原位成骨分化的功能,可能是关键调控因子。