骨周软组织化骨是氟骨症致残、致瘫的重要原因。其发展过程、机制和影响因素迄今未明,是当前地氟病研究中亟待解决的一个重要课题。本项目拟通过预备实验所建立的大鼠慢性氟中毒骨周软组织化骨模型,系统观察肌腱、韧带与骨骼相接处的组织病理学改变,确定参与成骨活动的主要细胞类型及其来源,比较骨内病变与骨周病变的异同;重点检测骨周软组织中成纤维细胞、软骨细胞等的Cbfa1从mRNA到蛋白质的表达状况;Cbfa1与趋钙激素PTH、1,25(OH)2D3和信号分子细胞内Ca2+之间的相互作用;以及与I型胶原基因、非胶原基质蛋白如BGP、OPN、FN等之间的相互关系。确定Cbfa1在骨周软组织化骨发生机制中的作用方式和关键地位。本项目的完成将从细胞分子水平阐明氟骨症骨周软组织钙化、骨化的发生机制,对制定阻断致残、致瘫性氟骨症发生发展的科学对策具有重要意义。同时为研究其他类似疾病的骨周骨化提供重要线索。
骨周软组织化骨是地氟病的重要骨病变之一,是氟骨症患者致残、致瘫的重要原因。其发生机制亟待阐明。成纤维细胞(FB)是氟作用于骨周软组织的主要靶细胞。本研究证明,氟可明显刺激FB的增殖活力和合成、分泌功能;可使FB中作为骨表型主要标志的核心结合因子a1(cbfa1)和骨钙蛋白(OCN)从mRNA到蛋白的表达明显增强;FB中与成骨活动密切相关的生长因子BMP-2、bFGF、PDGF和IGF-1等的表达在氟的作用下均有明显升高,染氟还可刺激FB中[Ca2+]i浓度一过性上升;染氟FB中I型胶原的表达明显增强,成骨结节形成明显。以上结果表明,氟可明显刺激FB的成骨表型表达,增强其成骨功能,这是构成氟骨症软组织化骨的主要的细胞学基础;在FB向成骨细胞方向转化的过程中,cbfa1的表达增强起关键作用,而cbfa1与相关因子特别是与BMP-2的相互作用也是重要环节。本研究结果为从细胞分子水平阐明氟骨症骨周软组织化骨的发生机制提供了重要资料,不仅有益于致残性氟骨症的防控,而且为其他类似疾病骨周化骨的研究提供了可借鉴的线索。