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目的本论文重点研究中药槲皮素对骨缺损修复的作用。系统研究槲皮素对正常及去卵巢骨质疏松(ovariectomized,OVX)大鼠骨髓间充质干细胞(rat bone marrow-derived mesenchymal stem cells,r BMSCs)生物学作用及机理,并通过纳米羟基磷灰石微球颗粒(hydroxyapatite bioceramic microspheres with a micro-nano-hybrid surface,n HA bioceramic microspheres)制备槲皮素缓释系统,在骨质疏松大鼠股骨缺损模型中探讨其体内成骨/成血管效果。材料与方法1.通过MTT、流式细胞、肌动蛋白染色、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性、钙沉积、Real-time PCR及酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)等检测槲皮素对正常r BMSCs增殖、形态、成骨分化及成血管因子表达作用,并筛选最佳药物浓度;2.通过Western-blot、ALP活性及Real-time PCR等检测最佳药物浓度槲皮素对正常r BMSCs有丝分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路影响,以及阻断相关信号通路对槲皮素成骨/成血管作用的影响;3.通过MTT、ALP活性、Real-time PCR及Western-blot等检测槲皮素对OVX r BMSCs增殖、成骨分化、成血管因子及破骨因子表达作用,并筛选最佳药物浓度;4.通过Western-blot、ALP活性及Real-time PCR等检测最佳药物浓度槲皮素对OVX r BMSCs MAPK、丝氨酸/苏氨酸激酶(serine/threonine kinase,AKT)信号通路影响;5.通过水热转换法制备n HA微球颗粒,并检测其表面形态及孔隙率;通过冷冻干燥法负载槲皮素,制备槲皮素缓释系统并检测其缓释性能;6.将n HA/槲皮素植入OVX大鼠股骨缺损动物模型中,通过Micro-CT、序列荧光标记和组织学检测新骨形成、矿化及血管形成。结果1.槲皮素能够明显促进正常r BMSCs增殖、成骨分化及成血管因子表达,且对正常r BMSCs凋亡及细胞形态无明显影响,其作用呈剂量依赖性,且最佳药物浓度为2μM;2.在槲皮素对正常r BMSCs的作用过程中,可观察到细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)和p38信号通路的激活,且两条信号通路间可能存在相互交联;3.槲皮素能够明显促进OVX r BMSCs增殖、成骨分化及成血管因子表达,同时明显抑制OVX r BMSCs破骨因子表达,其作用呈剂量依赖性,且最佳药物浓度为1μM;4.在槲皮素对OVX r BMSCs的作用过程中,可观察到ERK、p38和AKT信号通路的激活,且三条信号通路间可能存在相互交联;5.n HA微球颗粒具有良好的孔隙率,且具有良好的缓释性能;6.OVX大鼠股骨缺损模型中,n HA/槲皮素组骨密度(bone mineral density,BMD)、骨小梁厚度(trabecular thickness,Tb.Th)、序列荧光、新骨面积及新生血管面积均高于对照组n HA组。结论1.槲皮素能够促进正常r BMSCs增殖、成骨分化及成血管因子表达,且2μM为槲皮素对正常r BMSCs作用最佳药物浓度,其作用与ERK及p38信号通路相关;2.槲皮素能够促进OVX r BMSCs增殖、成骨分化及成血管因子表达,并抑制其破骨因子表达,且1μM为槲皮素对OVX r BMSCs作用最佳药物浓度,其作用与ERK、p38及AKT信号通路相关;3.n HA微球颗粒能够用于槲皮素缓释系统构建,且槲皮素缓释系统能够促进OVX大鼠体内成骨/成血管。