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骨质疏松是一种在世界范围内严重威胁中老年人健康的常见病和多发病,患者弯腰驼背、身高变矮、腰背疼痛,极易发生骨折。尤为不幸的是,患者往往发生骨折后才被确诊。骨质疏松性骨折不但降低患者生活质量,而且会给患者家庭和社会造成沉重的经济负担。目前临床主要采用钙剂、维生素D3、双磷酸盐和降钙素等药物进行治疗,但见效慢、副作用大、费用昂贵。近年来,愈来愈多的实验和临床研究表明,低频脉冲电磁场治疗骨质疏松具有快速缓解患者疼痛和切实提高骨密度等优点,具有良好开发应用前景。但国内外不同学者所采用磁场参数差别很大,机理研究尚不深入。本论文系统研究了频率为50Hz的不同强度正弦电磁场对体外培养大鼠骨髓间充质干细胞成骨性分化的影响,以期寻找最佳的磁感应强度,并对其促骨形成作用的机理进行了研究。采用贴壁筛选法培养大鼠骨髓间充质干细胞,每天在频率为50Hz、强度分别为0.0、1.4、1.6、1.8、2.0和2.2mT的磁场环境中处理30min。于处理后的第3、6、9和12d分别测定细胞碱性磷酸酶活性、钙盐沉积量、Ⅰ型胶原表达量和钙化结节数;于处理后6、12、24、48h分别提取细胞总RNA,用Real time RT-PCR法检测成骨性分化相关基因Osterix和IGF-1表达情况。实验结果显示1.4mT～2.2mT区间的磁场具有促成骨效应,尤以1.8mT促进骨髓间充质干细胞的成骨性分化更为明显。课题的第二部分研究正弦电磁场(SEMF)促进成骨细胞成熟矿化是否与一氧化氮信号通路相关。首先检测成骨细胞经正弦电磁场作用0 h、0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h和4h后NOS的活性,以探明电磁场是否影响NO的合成;其次,在细胞培养液中分别加入NOS的阻断剂L-NAME,sGC阻断剂ODQ,cGMP阻断剂PDE5以阻断NO信号通路,以观察电磁场促进骨形成作用是否受到影响。结果发现,经正弦波电磁场处理后,NOS活性升高,在0.5h达到峰值,与空白对照组差异极显著(P<0.01),Osterix基因的表达量、碱性磷酸酶活性和钙化结节数等均显著高于对照组。阻断后显著低于SEMF组,接近空白对照组;阻断的同时进行电磁场干预,各项成骨性指标虽低于SEMF组但高于阻断组和空白对照组。以上结果表明SEMF促进成骨细胞成熟矿化过程中NO信号通路被激活,如该通路被抑制,则SEMF的促成骨作用被抵消。