成都华西华科研究所分析骨细胞生长因子与QCT骨密度软件体模检测

在骨折修复的不同时期有不同的细胞生长因子如 VEGF、TGF - (、BMPs、FGFs、IGFs、PDGFs 等参与调节， a根据细胞功能状态与受外界影响程度而表现出不同的 分泌水平，各生长因子间紧密联系、相互有序地调控。 Stephen等认为：丨iMPs衣达的出现代表着骨细胞分化和 矿化骨形成的最后阶段。生长因子分泌水平的异常与诸 生长因子间失衡与骨质疏松性骨折修复能力密切相关。

一、血管内皮细胞生长因子（Vascular endo­thelial growth factor, VEGF)

骨折修复需要血液供应与力学因索的参与，即修复 过程总伴随着血管形成。研究表明，血符形成与诸多因 素冇关，K中包括多种血ff形成因子的参与，如成纤维细 胞生长W子、转化生长W子a、0、血小板衍生生长因子、血 管内皮细胞生长因子、肿瘤坏死因子、肝细胞生长因子、 白细胞介索-8等，其中血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF)可特异性作用于内皮细 胞，促进其增殖和血管生成，并可增加血竹通透性，因而 尤为東要。免疫组化研究发现，VEGF在骨质疏松性骨 折愈合过程中起着$要作用。参阅文献[3,17〜19]。针折后5天，付折附近的#外膜内层细胞者色深浅 不一（图9- 10)，骨折处炎性肉芽组织内可见少M散在 性单核粒细胞与成纤维细胞阳性者色。骨折后7天，钟 折附近骨外膜内层间充质细胞分裂增殖，向成骨细胞与 软骨细胞转化。软#细胞与成骨细胞者色较深（图 9-丨丨），血管内皮细胞未见阳性表达。骨折后丨4天，膜 内成骨的肸始小梁骨衣面基质内呈较强阳性表达，软骨 痂内尤其与原始小梁骨相连处肥大软竹细胞也呈阳性表 达。付折后28天，膜内成骨的小梁卄表面成骨细胞着色 深（图9- 12)，软骨内成骨区幼稚软胥细胞肴色浅，成熟 软骨细胞宥色深。骨折后42天，内成付的小梁骨已成 熟，表面成骨细胞消失，无明显着色（图9- 13),软钎痂 内成熟软骨细胞VEGF呈较强阳性表达，幼稚软骨细胞 与肥大软骨细胞表达较强。

研究显示，在骨折愈合的不同阶段，骨折部位表达 VEGF的细胞来源不同，表达稈度存在差异◊骨折后早 期(5〜7天），骨折端骨外膜内层间充质细胞首先出现 VEGF的表达。其作用可能主要有二：一足通过自分泌

阁9-10骨折后5天，骨折断端附近骨外睽下软骨细胞与 成骨细胞VEGF呈阳性表达ABC法x 1〇〇

阁9-丨丨骨折后7天，#折断端附近骨外腆下成熟软骨细狍与成甘细狍VEGF呈阳性表达ABC法X 400

图9-12骨折后28天，与软骨痂相连的原始伢小梁表面 成骨细胞呈阳性表达，同时小梁内残存的软骨细胞也呈阳

性表达 ABC法x 200图9-丨3件折后42天.成熟小梁锌表面成骨细胞消失或 转化为讶衬细胞，呈剁阳性或阴性表达 ABC法x丨〇〇

作用促进其ft身向确定性#祖细胞或确定性软背祖细胞 分化；另一方面可能通过邻分泌或旁分泌方式与其他血 竹生成因子共同促进血竹内皮细胞增殖、分化与血管生 成。血竹生成可将损伤修复所笛的背养物质与生#因 子、淸除细胞等输送到付折部位，同时把代谢产物带离骨 折部位。随后的修M过程中.肉芽组织的增长加快使得 血供相对减少，氧分压降低，引致局部软骨细胞出现，同

时软骨细胞幵始表达VEGF。软骨细胞的分化与应力及 血供因隶密切相关，高应力与低血供可促进软骨细胞分 化生成。软骨细胞（幼稚或成熟）分泌VEGF,可能通过 旁分泌作用在软骨痂内迅速形成新生血管，血管形成后 可直接向软It痂内提供前骨祖细胞。有学者推测内皮细 胞与血ff外脱细胞为前背祖细胞（Pre - osteopr(^geni- tors),同时通过适当的氧张力、压力、营养、生长与分化因 子共同促进骨形成。而一旦局部骨形成条件成熟，软骨 细胞似乎就完成f使命而变得肥大（VEGF阴性）。肥大 软骨细胞一方面可压迫血管，使血流减少；一方面可产生 抗血管因子阻止血管继续渗人生成，导致局部营养发生 障碍，加速软骨细胞的死亡与钙化、软钟基质的崩解，为 成骨细胞的骨形成提供了必要的条件，最终被骨髄与# 组织取代。因而，软骨细胞在软伢内成毋过程中，对血宵 生成具有双向调节作用，其中，VEGF作为从体的调控因 子在其中起着重要的作用。

骨痂组织成熟后，还须遵循“Wolff定汴”不断进行改 建，以达到M终的形态与功能性修骨改建的完成黹 要破骨细胞与成骨细胞的共同参与，先由破骨细胞吸收 不必要的小梁骨，再由成骨细胞在吸收部位形成新#。 研究发现，骨改建早期破骨细胞并未表达VEGF，而是小 梁骨表面功能活跃的成It细胞出现VEGF高表达。这口f 能是成骨细胞感受力学的变化信息后一方面通过自分泌 作用调节自身的成骨能力，另一方面或许可通过旁分泌 作用于破骨细胞.促进破骨细胞的形成并调节其破骨功 能，达到功能“耦合”。至于骨组织细胞何以感受力学信 号并调节其细胞功能问题，有学者认为竹基质中的骨细 胞为骨组织的应力感受器:> 骨组织应力栽荷改变后，可 通过影响伢组织内陷窝小管系统的流体液压改变剌激骨 细胞腴以感受砬力变化，并在蛋白多糖-白蛋白复合物 作用下促使胞浆钙离子释放，作用于细胞间信号系统以 调f成骨细胞、破针细胞功能乃至骨改建作川。

^V小梁骨表面成骨细胞分泌的VEGF,可促进大M内 皮细胞增殖与新生血ff形成。有研究衣明，破骨细胞可 .位于毛细血管芽尖端，有助于其吸收作用；成钟细胞紧位 于毛细血管壁外围，产生细胞外荦质；而内皮细胞也可通 过分泌一些调控W子来调节破骨细胞功能，如内皮素、一 铒化氮、反应性氧核素等。内皮索可抑制骨吸收及破背 细胞刷状缘功能，而反应性轼核素H₂0₂可提高破骨细 胞活性。骨痂改逑过程中，内皮细胞.成骨细胞与破骨细 胞等功能紧密相连，共N调节骨结构与以恢复其 功能〇

但值得提出的是：VEGF的作用尚须与其他细胞生 长因子（成纤维细胞生长因子、转化生长因子P、血小板衍 生生长因子、胰岛索样生长因子-丨等）共同协调完成 有研究表明，fl•折后2天，即可在其周闱出现血小板衍生 生长内子的表达，随后分别出现成纤维细胞生长W子（3 天）、胰岛素样生长因子-1(6天>、转化生长W子趴9天） 的表达。

二、血小板衍生生长因子（Platelet - derived growth factor,PDGF)

血小板衍生生长W子是由A、B两条多肽链组成的 杂二聚体，通过二硫键组合成PDGF - AA、PDGF-AB、 PDGF-BB。I)DGF可由血小板、肉芽组织被动释放，或 由巨噬细胞、成骨细胞产生，内皮细胞受损伤或剌激也可 产生，是卄细胞的潜在调节剂₉研究表明，PDGF既可剌 激成骨细胞的增殖、分化，又可调竹破骨细胞的卄吸收， 并可间接地诱导血竹内皮细胞增殖与血管再生。PDGFs 的细胞学作用主要通过三种细胞表面受体<w、郎、介 导，其中.PDGF-AA连接于cm受体。骨质疏松性骨折 愈合的免疫组化研究发现，PDGF在骨折愈合过程中起 着重要作用。参闳文献[2,20〜22]。

骨折后5天，PDGF-A:断端骨外膜内成熟、肥大软 骨细胞出现PDGF-A的阳性表达，阳性农达细胞的胞 外基质也呈阳性宥色（图9- 14),炎性肉芽组织中少M 中核细胞也呈阳性着色；PDGF-aR:断瑙骨外膜内成熟、 肥大软骨细胞呈阳性表达，范凼较PDGF-A小，胞外基 质N时呈阳性表现（图9-丨5)，血竹内皮细胞也呈阳性 衣达。骨折后14天，PDGF-A:骨折断端附近#外膜下 编织骨衣面成背细胞呈强阳性表达，肥大软骨细胞也呈 阳性表达；PDGF-aK_:#外膜形成的编织骨衣面成許细 胞衣达阳性，成熟、肥大软骨细胞也呈阳性表达；同时，血• 筲内皮细胞亦呈阳性者色。骨折后28天，PDGF-A:外 钟痂中编织毋基质与衣面细胞表达阳性，已成熟骨小梁 衣面成骨细胞或丹衬细胞（bone- lining cell)表达较弱， 而远离断端的成熟骨小梁表面及胞外基质表达阴性。软 針痂内成熟、肥大软钟细胞仍呈阳性表达，而软#痂的边 缘表达较强；PDGF-«K:成熟骨小梁表面成骨细胞或背 衬细胞呈阳性表达，编织骨表面成骨细胞呈较深着色，表 达较PDGF-A强，软骨痂内软骨细胞也呈较强阳性表达 (阁9-丨6)。骨折后42天，PDGF-A:外骨痂内成熟钟小 梁未见阳性衣达，软卄痂内软骨细胞衣达阳性，与软骨痂 相连的幼稚骨小梁表面成骨细胞、骨小梁内骨细胞呈阳性 表达（图9- 17),血竹内皮细胞可疑阳性表达（图9- 18); PDGF-〇R:成熟骨小梁呈阴性表达，软骨痂内软骨细胞呈 阳性表达，同源软竹细胞群表达略强（图9-19)。m9-lA卄折后5天.钟折断端附近骨外谀内软fl■细胞与 成胥细胞PIXjF-A呈W性表达ABC法X40

图9-丨5针折后5天.骨折断端附近骨外膜内软骨细胞与 成钟细胞PDGF-aK呈阳性表达ABC法 X40图9-丨6骨折后28天，软骨痂向骨性贷痂转化.原始小梁 骨表面与骨小梁内残存肥大软骨细胞呈PDGF-oR阳性表 达；软骨痂内可见PIXiF-aR阳性表达的肥大软骨细胞 ABC 法 x 1〇图9-17骨折后42天，与软骨痂相连的骨小梁表曲成背 细胞PDGF-A阳性表达ABC法 X40

图9-丨8骨折后42天，血管周阐肥大软竹细胞？1)01^-八 呈阳性表达，血管内皮细胞PDGF-A呈可疑阳性表达ABC 法 X40

研究表明，PDGF- A与PDGF- _aR存在于竹质疏松 性骨折愈合的不丨《1时期，但其组织细胞来源及表达程度 不N。钟折早期，骨折创伤所致的断端周围软组织与髄 腔中血管破裂出血，在伢折断端与其周围形成血肿，并吸 引大M炎性细胞授入以淸除坏死纽织，为It折修S创造 有利条件。血小板（颗粒及单核-巨喵细胞分泌PDGF,围9-丨9骨折后42天，软骨痂内肥大软#细胞PDGF- 呈阳性表达，其中同源软骨细胞群表达略强ABC法 X40以旁分泌形式吸附成纤维细胞长人凝血块中，并诱导血 管内皮细胞增殖与血管再生，促进纤维骨痂形成、成熟。 同时，断端附近骨外膜下成熟软骨细胞的PDGF-A、 PDGF-aR阳性衣达证明，软骨细胞是通过自分泌作用 (autocrine)调抟自身分化、成熟或向成骨细胞的转化，参 与膜内成骨过程的启动。

纤维骨痂成熟后的相当长时间内，软骨内成骨的软 骨痂与膜内成骨的骨性骨痂长期并存，随者骨痂的成熟， 两者比例发生变化。软#痂形成早期，纤维骨痂的软骨 岛中已出现PDGF-A与PDGF-aK的表达，而在后期即 软#痂向骨性背痂过渡过程中，与骨性钟痂相连处 PDGF-aR表达较强，而远离骨性骨痂、软骨痂边缘处 PDGF-A表达较弱。关于PDGF对软卄细胞的调节作 用，目前观点尚不统一，有学者认为PDGF可促进软骨细 胞的增飱与分化，相反的观点则认为PDGF抑制软骨再 生。研究发现，软骨内骨形成过程中，早期软骨细胞通过 自分泌作用促进自身的增殖、分化与成熟，后期则可能是 通过旁分泌（或邻分泌）作用促进与钟性骨痂相邻近软骨 细胞向成骨细胞分化。在骨折后7~42天未能发现破卄细胞有明显的 PDGF-A、PDGF-aK的阳性表达，在竹性骨痂的改建过 程中，编织骨内或幼稚骨小梁及面成#细胞PDGF-A、 PDGF-aK均呈阳性表达，其中编织骨内表达略强，由此 我们推测在软舒痂向骨性骨痂转化过程中，软骨细胞或 成廿细胞分泌PDGF-A储#于胞外基庾中，当压力或其 他W素激活破竹细胞竹吸收时，储存于骨基质中的 PDGF-A释放出来，旁分泌作用于骨小梁衣曲的成骨细 胞，并诱导其产z丨.新•丨t,填充竹吸收腔并按功能黹费改建 骨结构。成都华西华科研究所分析研发定量CT QCT骨密度体模软件分析系统  
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