Transkriptionsfaktor Runx2 in nekrotischem Hüftkopfgewebe

Die Osteonekrose des Femurkopfes (ONFH) ist eine destruktive degenerative Erkrankung, die sich zu einem subchondralen und artikulären Facettenknorpelkollaps entwickeln kann. Unter den vorgeschlagenen pathologischen Mechanismen, die ONFH zugrunde liegen, wurde der Theorie des erhöhten intraossären Drucks viel Aufmerksamkeit geschenkt. Der Kern dieser Theorie ist ein Ungleichgewicht in der Differenzierung von Osteoblasten und Adipozyten von mesenchymalen Stammzellen des Knochenmarks (BM-MSCs). Das Auftreten und die Entwicklung von Osteonekrose wurde mit einem abnormalen Metabolismus und einer Differenzierung von BM-MSCs in Verbindung gebracht. Normale erwachsene BM-MSCs können sich in Adipozyten und Osteoblasten differenzieren, um einen normalen physischen Zustand aufrechtzuerhalten. Als Reaktion auf exogene Stimuli (z. B. die Verwendung von exogenen Hormonen oder Alkohol) verändert sich die Mikroumgebung des Knochenmarks, damit sich mehr BM-MSCs in Adipozyten differenzieren können, was zu einem erhöhten Druck in der Knochenmarkhöhle führt und dadurch eine ischämische ONFH induziert.

Die Überexpression von Runx2, einem Osteoblasten-spezifischen Transkriptionsfaktor, kann die Osteoblasten-Differenzierung von BM-MSCs erhöhen und dadurch die Wirkung der BM-MSC-Transplantation zur Reparatur von Knochendefekten und Nekrose verstärken. Durch die Kontrolle der Expression von Osteocalcin, einem osteoblastenspezifischen Gen, steuert Runx2 auch die Differenzierung und Funktion der Osteoblasten. Osteocalcin, ein üblicher Indikator zur Bewertung der Knochenbildung und -umwandlungsrate, ist ein den Knochenstoffwechsel regulierender Faktor, der von Osteoblasten erzeugt und ausgeschieden wird; Daher wird es als guter Marker für die Knochenfunktion angesehen. In einer früheren Studie von Chen et al. wurden sieben Patienten mit Glukokortikoid-induzierter ONFH im Stadium IV der Association Research Circulation Osseous (ARCO) als Versuchsgruppe eingeschlossen und sieben Patienten mit Schenkelhalsfraktur dienten als Kontrollgruppe. Immunhistochemische Färbung und quantitative Polymerase-Kettenreaktion (PCR) wurden verwendet, um Osteocalcin-Immunreaktivität und Runx2-Expression in Femurkopf- und -halsgewebe nachzuweisen. Sie fanden heraus, dass Glucocorticoid-induziertes ONFH wahrscheinlich eng mit Osteocalcin verwandt ist.

ONFH resultiert aus einer Unterbrechung der Blutversorgung des Femurkopfes oder einem verletzungsbedingten Absterben von Chondrozyten und Knochenmarksbestandteilen. Während anschließender Reparaturprozesse stimulieren knochenmorphogenetische Proteine ​​(BMPs) nicht nur BM-MSCs zur Differenzierung in Osteoblasten, sondern fördern auch das Osteoblastenwachstum; BMP-2 ist der Schlüsselfaktor, der die Bildung von Knochengewebe reguliert.

Der Sklerotinverlust nach ONFH steht in engem Zusammenhang mit einem Ungleichgewicht der Osteoklastenaktivität und -differenzierung. Osteoprotegerin kann die Knochenresorption reifer Osteoblasten hemmen und die Apoptose von Osteoblasten induzieren. Osteoprotegerin und sein Ligandensystem wurden als Schlüsselfaktoren für die Regulierung der Osteoblastenbildung und -differenzierung bestätigt, während die Knochenresorption eine wichtige Rolle bei der Pathogenese und Behandlung von Osteoporose, Osteoarthritis und Knochentumoren spielt.

Nach unserem besten Wissen gab es keine kontrollierten klinischen Studien, die BMP, Osteocalcin, Osteoprotegerin oder insbesondere die Runx2-Messenger-RNA (mRNA)-Expression im Femurkopfgewebe von Patienten mit ONFH im Ficat-Stadium III-IV und Osteoarthritis untersuchten. In dieser nicht randomisierten, parallel kontrollierten Studie werden wir Real-Time-PCR (RT-PCR) verwenden, um die Runx2-, BMP-2-, BMP-7- und Osteoprotegerin-mRNA-Expression im Femurkopfgewebe von Patienten mit ONFH im Ficat-Stadium III nachzuweisen -IV. Gleichzeitig werden wir die Osteocalcin-Immunreaktivität mit einer immunhistochemischen Färbemethode nachweisen und mit Osteoarthritis-Patienten vergleichen, um die Mechanismen dieser Faktoren bei der Knochenrekonstruktion nach ONFH zu klären.

Datenerhebung, -verwaltung, -analyse und Open Access Datenerhebung: Je nach Studiendesign wird eine Tabelle zur Datenerhebung erstellt. Die gesammelten Daten werden von Fachpersonal unter Verwendung einer Strategie der doppelten Dateneingabe in eine elektronische Datenbank eingegeben.

Datenverwaltung: Die Genauigkeit der Informationen wird überprüft, wenn alle rekrutierten Patienten nachbeobachtet werden. Die Datenbank wird vom zuständigen Forscher gesperrt und nicht verändert. Alle Informationen zu dieser Studie werden vom Shengjing-Krankenhaus der China Medical University, China, aufbewahrt.

Datenanalyse: Die elektronische Datenbank wird einem professionellen Statistiker zur statistischen Analyse vollständig offengelegt.

Open Access für Daten: Veröffentlichte Daten werden unter www.figshare.com verfügbar sein. Statistische Analyse Die statistische Analyse wird von einem professionellen Statistiker (blind für die Gruppierung) unter Verwendung der SPSS 19.0-Software durchgeführt. Wenn die Runx2-, BMP-2-, BMP-7- und Osteoprotegerin-mRNA-Expression sowie die Osteocalcin-Immunreaktivität im Femurkopf und -hals von Patienten mit ONFH und Osteoarthritis normal verteilt sind, wird ein t-Test mit zwei Stichproben verwendet, um die Unterschiede zu vergleichen zwischen Gruppen. Wenn diese Daten jedoch nicht normalverteilt sind, wird ein Mann-Whitney-U-Test verwendet. Ein Wert von P < 0,05 wird als statistisch signifikant angesehen.