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研究背景骨骼系统是人体重要的代谢器官之—,它不断的进行成骨和破骨的新陈代谢,这种新陈代谢可以调节正常人体血钙、血磷的动态平衡。研究发现,骨组织的重建与骨代谢是受到神经系统以及内分泌系统激素的双重调节,通过相关的信号通路对破骨细胞和成骨细胞进行调控,不断的进行骨代谢及骨改建。随着对神经系统以及骨代谢研究的不断深入,神经损伤对骨代谢的影响已有较多研究,但是不同成分神经对骨代谢及骨重建的机制仍不清楚。2013年日本学者敲除小鼠中枢神经系统中Semaphorin3A生长诱导因子,随后研究发现小鼠的股骨和脊柱出现明显的骨质疏松表现,基于以上研究结果,他们首次提出感觉神经调控骨代谢这一新概念。研究目的基于以往的研究实验,我们深刻的意识到研究不同神经成分调控骨代谢和骨形成作用的重要性,但是单纯运动神经损伤或单纯感觉神经损伤对骨代谢影响以及这两种效应之间有何差异,国内外尚未有文献报道。本研究采用高选择性切断大鼠感觉神经或运动神经的方法,通过检测相关指标及信号通路分析和探讨单纯运动神经损伤及单纯感觉神经受损对骨代谢的影响以及其发生机制。研究方法（1）实验动物及造模:SD清洁健康级（specific pathogen free,SPF）大鼠40只,按随机原则分组方法,把大鼠分为4组（n=10）,运动神经切断组（ARG组）;感觉神经切断组（PRG组）;对照组（SOG组）;感觉神经+运动神经均切断组（APRG）,以上操作均在手术显微镜下完成。造模成功的检验:①锇酸染色:当脊髓前角运动神经切除后,通过染色发现坐骨神经的轴突发生明显改变,尤其以运动神经轴突退变明显,但坐骨神经内的感觉神经轴突无明显改变;而切除脊髓后角的感觉神经可以使坐骨神经远端中的感觉神经纤维轴突发生退变,但运动神经轴突无明显改变。②脊髓L4～6段NeuN免疫组织化学染色:运动神经切断后发现脊髓前角中的运动神经元减少或部分消失;而把感觉神经切断,发现脊髓后角的感觉神经元明显减少或部分消失。（2）骨形态学评价:利用Micro-CT自带软件对大鼠胫骨标本进行扫描并对感兴趣区域骨小梁进行横切面、冠状面、矢状面的三维重建,然后对其骨松质相进行分析。（3）骨组织学评价:胫骨HE染色观察骨细胞和骨小梁的排列;TRAP染色观察破骨细胞数量及活性;免疫组织化学染色观察神经肽CGRP、OPG、RANK和OCN阳性表达情况。（4）骨改建相关信号通路的检测:检测骨组织中Wnt/β-catenin、PPAR-γ和NF-κB信号通路相关因子（OCN、PPARγ、Runx2、AP2、LPL、OPG、RANKL、Wnts5a、Wnts1、LRP5、Lef1、β-catenin、Ctnnb1、β-actin、NF-κB、TRAF6）的 mRNA 表达情况。研究结果（1）运动神经切断后发生的骨质疏松症:PPAR-γ信号通路和NF-κB信号通路均被激活,Wnt/β-catenin 通路被抑制。出现 Wnts1、LRP5、Runx2、OPG 和 β-catenin 下调,PPAR-γ、AP2、LPL、RANKL、TRAF6和NF-κB上调,骨吸收增强,骨形成减少,骨形成和骨破坏的平衡发生改变,导致破骨活动更加活跃,骨环境表现为高转换型骨破坏的代谢特点。（2）感觉神经切断后发生的骨质疏松症:NF-κB通路被激活,Wnt/β-catenin通路和PPAR-γ通路无明显改变。出现OPG表达下调,RANKL、TRAF6和NF-κB上调,Wnts1、LRP5、PPAR-γ、AP2、LPL、β-catenin、Runx2 无明显改变,OPG/RANKL比值减小,激活破骨细胞,导致骨破坏增加而骨生成减少,抑制了成骨细胞活性,骨环境表现成低转换型的骨代谢特点。因CGRP可直接作用于成骨细胞,使其活性增加,当感觉神经切断后,神经肽分泌的CGRP释放较少,导致成骨细胞成熟障碍。（3）感觉及运动神经切断后发生骨质疏松症:PPAR-y通路、NF-κB通路均被激活,Wnt/β-catenin 通路被抑制。出现,PPAR-γ、AP2、LPL、RANKL、TRAF6 和NF-κB上调,OPG、Wnts1、LRP5、Runx2和β-catenin表达下调。同时因神经肽分泌降低,导致cAMP的含量降低,使Runx2活性减弱,骨形成减少,呈现为高转换型骨代谢的特点。研究结论（1）感觉神经切断或运动神经切断均能导致骨量的丢失,同时骨密度下降,且运动神经切断所造成的骨量丢失比感觉神经切断相比发生的速度更快,程度更大。（2）不同成分神经切断后导致骨改建的信号通路不同:①运动神经切断:PPAR-γ信号通路、NF-κB信号通路均被激活,Wnt/β-catenin通路被抑制,呈现高转换型骨代谢的特点。②感觉神经切断:NF-κB通路被激活,Wnt/β-catenin通路和PPAR-γ通路无改变,呈现为低转换型骨代谢的特点。③感觉及运动神经切断:PPAR-γ通路和NF-κB通路被激活,Wnt/β-catenin通路被抑制,呈现为高转换型骨代谢的特点。