创伤性脑损伤影响骨折愈合速度的机制研究

研究背景:在临床实践中观察到骨折合并脑外伤患者骨痂过度生长,甚至在肌肉中出现异位骨化,骨折愈合明显加快,但其发生机制尚不清楚。普遍认为,骨折修复的过程就是正常胚胎骨发生过程的重演,是一系列的细胞和细胞外基质的变化过程,从细胞、血管和骨基质的损伤开始,然后到进行骨的完全重建。骨折愈合是一个复杂的过程,受到机体大环境以及局部小环境的多层面、多途径调节,而且在这个过程中有许多生长因子的参与,是骨折愈合的基础,无论何种促进骨折愈合的方式都以促进生长因子的变化为基础。创伤性脑损伤时通过何种机制影响生长因子表达水平的改变从而影响骨折愈合速度值得深入研究。 骨折后的血管内皮生长因子VEGF合成分泌与骨折愈合过程中骨形成时间同步。VEGF促进内皮细胞增生形成毛细血管参与骨愈合。bFGF的合成主要在骨形成的早期,认为bFGF刺激骨愈合主要是由于刺激了未分化间充质干细胞的增殖,与间充质细胞向成骨细胞分化可能有关联。真核细胞内广泛存在c-fos、c-jun等即刻早期基因(IEGs),在第二信使的诱导下,表达FOS和JUN等核蛋白。FOS和JUN蛋白通过亮氨酸拉链形成异源二聚体AP-1,后者作为转录因子与许多基因的AP-1结合位点或TPA(佛波脂)反应序列结合,影响晚期靶基因的表达。皮质直接打击可改变IEGs的表达,但TBI诱导FOS和JUN蛋白表达的确切机制还不十分明确。 VEGF与bFGF存在剂量依赖性,在创伤愈合过程中具有协同作用,bFGF与癌基因c-fos、c-jun之间存在着十分密切的关系,二者相辅相成,在精密的调控机制下共同作用,调节细胞的生长与分化。脑损伤对骨折重建的影响十分复杂,从创伤性脑损伤早期IEGs的表达特点推测,脑损伤后IEGs表达的FOS、JUN蛋白是否影响挫伤灶周围脑组织VEGF与bFGF的表达?继而是否对骨折位点FOS、JUN蛋白的表达产生影响从而影响VEGF与bFGF的表达导致骨折愈合速度的改变?上述问题值得进一步研究。 实验方法:成年雄性ICR小白鼠118只,购自浙江省医学科学院实验动物中心,体重20g左右,清洁级,在安静、无强刺激、室温下饲养24h以上。随机分为两组,A组(TBI+F):创伤性脑损伤合并一侧胫骨骨折;B组(F):单纯一侧胫骨骨折。小鼠胫骨骨折以克氏针做事先髓内固定,排除机械性因素的影响。实验动物模型制造完成后,分别于造模后1h,3h,6h,12h,24h,45h,72h,96h快速断头处死小鼠各6只,开颅取全脑,将致伤侧大脑半球用4%多聚甲醛磷酸盐缓冲液固定。同时截取骨折端周围长约1cm左右骨膜、肌