IGF-IB及BMP-2在酒精性股骨頭壞死骨組織中的表達(dá)

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(1山東醫(yī)專附屬醫(yī)院，山東 臨沂 276000；2臨沂市羅莊區(qū)結(jié)核病防治所；3臨沂市人民醫(yī)院)

股骨頭缺血性壞死(Avascular necrosis of femoral headl，AVNFH)是臨床骨科常見病，目前公認(rèn)的致病因素有13種[1]。其病理改變是股骨頭血液供應(yīng)障礙，引起軟骨下骨變性、壞死，繼而造成股骨頭塌陷，最終引發(fā)髖關(guān)節(jié)退行性、破壞性改變的一種疾病[2]?；颊咭?0歲左右男性為主，其中25%是由于飲酒導(dǎo)致的[3]，約75%的患者自確診3年內(nèi)會發(fā)生股骨頭塌陷，隨著病情的發(fā)展，最終超過65%的患者不得不接受髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，給患者帶來了巨大的痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。該病的發(fā)病機(jī)制至今仍不完全清楚，隨著一些與骨生長有關(guān)細(xì)胞因子的臨床研究發(fā)現(xiàn)，這些骨生長因子在疾病進(jìn)展過程中及療效評價方面具有重要意義。本研究觀察比較了正常股骨頭與酒精性AVNFH骨組織中胰島素樣生長因子(IGF-IB)及骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(BMP-2)的含量，探討其在酒精性AVNFH中的作用。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇18例于2017年1月～2018年3月在本院及臨沂市人民醫(yī)院行股骨頭置換術(shù)的患者，其中9例為酒精中毒性AVNFH(觀察組)，9例為外傷性AVNFH(對照組)。觀察組：男6例，女3例；年齡57～79歲，平均(62.56±5.28)歲；病程7～12年，平均(8.23±1.56)年；選取標(biāo)準(zhǔn)：年齡50歲以上；飲酒10年以上；無長期服用激素病史。對照組：男4例，女5例；年齡57～80歲，平均(65.32±6.12)歲；病程4～8年，平均(5.15±1.34)年；入選標(biāo)準(zhǔn)：均為外傷性致股骨頭壞死，無煙酒嗜好，無免疫性疾病。排除標(biāo)準(zhǔn)：兩組患者均除外高血壓、糖尿病、免疫系統(tǒng)疾病以及嚴(yán)重心、肝、腎疾??；不依從者。所有患者或其家屬簽署知情同意書，本研究得到本院及臨沂市人民醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)。

1.2方法 兩組患者股骨頭取出后，用骨刀縱向剖開股骨頭，在股骨頭中央部位取骨組織3～5 g，在2 min內(nèi)放入冷凍管，存入液氮冷凍備用。TaKaRa RNAiso Reagent試劑提取骨組織Total RNA，并行逆轉(zhuǎn)錄及PCR反應(yīng)。RT-PCR：在模板、引物和4種DNA存在的條件下依賴于DNA聚合酶的酶足反應(yīng)，分變性、退火、延伸3部分為1個循環(huán)，如此反復(fù)，其中RT反應(yīng)條件為：96℃變性2 min，cDNA合成42℃、30 min。PCR反應(yīng)條件為：94℃預(yù)變性2 min，變性20 s，50℃～65℃退火30 s，72℃延伸60 s，72℃延伸5 min，步驟2～4為35個循環(huán)，GAPDH退火溫度為57℃。BMP-2引物序列：5’-GGTATCACGCCTTTTACTGCC-3’，IGF-IB引物序列：5’-ACCCTGTGGGCTTGTTGAAA-3’，GAPDH引物序列：5’-TGTTGCCATCAATGACCCCTT-3’。RT-PCR相關(guān)試劑及試劑盒有北京博奧有限責(zé)任公司提供。

2 結(jié)果

兩組IGF-IB基因的表達(dá)量比較無統(tǒng)計學(xué)意義，BMP-2基因的表達(dá)量則有統(tǒng)計學(xué)意義，見表1。兩組患者股骨頭骨組織中BMP-2電泳圖(圖1)。

組 別nIGF-IBBMP-2觀察組93.59±2.800.47±0.04對照組95.29±3.960.52±0.04t1.052.44P0.3090.027

3 討論

目前，股骨頭壞死的研究已經(jīng)達(dá)到了細(xì)胞、分子甚至基因的水平，但是除了一些像股骨頸骨折、股骨頭脫位、潛水病等病因明確，致病機(jī)制較為清楚外，其他如酒精、激素等導(dǎo)致的AVNFH機(jī)制目前仍不清楚。

BMP是一種促分化因子，除BMP-1外，都屬于轉(zhuǎn)化生長因子β家族，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有20多種亞型，都具有誘導(dǎo)骨形成的活性，可誘導(dǎo)異位軟骨或骨組織形成。但BMP是多功能的分化因子，不同的BMP功能有區(qū)別，而BMP-2和BMP-7在BMP家族中成骨作用最強(qiáng)，BMP2的活性形式為二聚體，具有誘導(dǎo)成肌細(xì)胞進(jìn)入成骨細(xì)胞系，促進(jìn)Ⅰ型和Ⅲ型膠原蛋白的表達(dá)。Lieberman研究表明，在標(biāo)準(zhǔn)髓芯減壓的基礎(chǔ)上，注入具有誘導(dǎo)成骨作用的BMP-2，有助于AVNFH的修復(fù)。本研究結(jié)果顯示，觀察組BMP-2基因表達(dá)量明顯低于對照組。說明在酒精性AVNFH的骨組織中BMP-2含量降低。

胰島素和IGF-IB是骨形成的調(diào)節(jié)因子，對體外骨細(xì)胞的增殖和分化起到重要的作用。已知的IGF主要有2種：IGF-I和IGF-Ⅱ，由骨細(xì)胞生成并儲存于骨中，分別為含有70個和67個氨基酸殘基的單鏈多態(tài)。最近在截骨延長實驗中，發(fā)現(xiàn)骨痂中IGF-I對骨愈合發(fā)揮重要作用。本研究表明，IGF-IB在兩組中的基因表達(dá)無明顯差別，這可能與本研究選擇病例較少有關(guān)，也可能是二者在壞死性組織中的變化并不同步有關(guān)。

總之，本研究對壞死股骨頭中BMP-2及IGF-IB進(jìn)行了初步研究，由于樣本量較少，選擇的指標(biāo)較少，其結(jié)論存在一定不足。進(jìn)一步的研究需要多中心、多指標(biāo)、大樣本量的多因素分析，以探討股骨頭壞死發(fā)生的機(jī)制。