骨形成过程中wntβ-catenin信号通路的作用与机制

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1、申请上海交通大学博士学位论文骨形成过程中Wnt/β-catenin信号通路的作用与机制博士生：高峰学号：0127259305指导教师：李晓林教授学科专业：外科学研究方向：骨科院系：医学院上海交通大学二○一五年三月DissertationforDoctor’sDegreeofShanghaiJiaoTongUniversityTHEEFFECTSANDMECHANISMSINBONEFORMATIONPROCESSWITHTHEACTIVATIONOFWNT/β-CATENINPATHWAYDoctor’scandidate:GaoFengSupervisor:Professor

2、Xiao-linLiDepartment:SurgerySchool:ShanghaiJiaoTongUniversitySchoolofMedicineShanghaiJiaoTongUniversityMarch2015上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：2015年3月20日上海交通大

3、学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□√。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：2015年3日20日日期：2015年3月20日骨形成过程中Wnt/β-catenin信号通路的作用与机制摘要目的使用不同方法以激活Wnt/β-catenin通路，观察其

4、对骨形成和骨愈合的影响，并探讨其机制。方法1.制作大鼠股骨骨折模型，将SB-415286注射于骨折端。采用westernblotting方法检测骨痂内β-连环蛋白(β-catenin)、核增殖抗原(PCNA)、骨形态发生蛋白-2(BMP-2)的蛋白表达；免疫组化检测成骨细胞增殖和成骨作用；使用Micro-CT测量骨痂骨量和骨密度；术后3周，骨折标本行生物力学测试。2.构建表达miR-199a基因的慢病毒载体，体外预感染MC3T3-E1细胞，检测其感染效率。将慢病毒注射于萎缩性骨不连骨折端，采用实时定量RT-PCR的方法检测其对骨痂内β-catenin基因表达的影响。使用组织学、

5、免疫组化、Micro-CT、放射学方法检测其对萎缩性骨不连愈合的影响。3.建立大鼠卵巢切除骨质疏松模型，经尾静脉注射慢病毒载体，取股骨做相应检测。使用Micro-CT检测右股骨颈的骨微结构和骨量变化；检测右股骨干生物力学变化。4.制作大鼠右股骨开放骨折模型，术后注射Sclerostin单克隆抗体(Scl-Ab)。观察其对骨折愈合的影响；并观察其对左侧完整股骨的作用。结果1.SB-415286促进了β-catenin、PCNA、BMP-2的蛋白表达；促进成骨细胞增殖和成骨作用；提高骨痂骨量和骨密度；改善骨痂的生物力学性质，促进了骨折愈合2.MC3T3-E1细胞容易被所构建的慢病毒

6、感染；MiR-199a基因在大鼠体内可稳定表达；慢病毒注射促进了萎缩性骨不连愈合。v3.慢病毒载体尾静脉注射改善了治疗组右股骨颈的骨微结构，增加了骨量；治疗组的股骨干生物力学指标得到提高。4.Scl-Ab治疗增加骨痂组织内PCNA和BMP-2的表达；减少软骨组织的生成；增加骨痂组织的骨量和生物力学特性，促进了开放性骨折愈合。此外，Scl-Ab治疗增加了左侧完整股骨的骨合成作用。结论实验证明，激活Wnt/β-catenin信号通路可以促进骨折的愈合。综合考虑其安全性及效果，使用Sclerostin单克隆抗体拮抗Wnt/β-catenin信号通路中的Sclerostin信号靶点，是

7、一个安全有效、切实可行的方法。Sclerostin抗体可以作为一个非侵入性治疗措施，用于开放性骨折的治疗。关键词:骨折，骨质疏松，大鼠，股骨，骨不连viTHEEFFECTSANDMECHANISMSINBONEFORMATIONPROCESSWITHTHEACTIVATIONOFWNT/Β-CATENINPATHWAYABSTRACTObjectiveToactivatetheWnt/beta-cateninpathwaywithdifferentmethods,andinvestigate