目的:骨质疏松症(Osteoporosis)是一种由于骨形成和骨吸收的负相平衡导致骨骼脆弱,并增加了骨折风险为特征的疾病。骨质疏松症与破骨细胞(osteoclast)数量和骨吸收活性的增强有密切联系。破骨细胞来源于骨髓单核/巨噬细胞系,由破骨细胞前体的融合而来,形成多核巨细胞,是人体生理性骨重建和病理性骨破坏过程中高度特异性的唯一具有骨质吸收功能的多核巨细胞。骨吸收作用是通过破骨细胞的活动完成的,因此,破骨细胞在骨骼的形成和骨量的调节方面起着关键作用。病理条件下,许多骨代谢性疾病(如骨质疏松症),都是由于骨吸收亢进引起的。因此,对破骨细胞的形成和骨吸收作用的研究在治疗骨质疏松等骨吸收疾病中具有重要的指导意义。体外冲击波疗法(Extracorporeal Shock Wave Therapy,ESWT)是近20年来发展起来的一种由体外震波碎石术衍生来的物理治疗方法,二十世纪90年代初发现冲击波可以治疗骨科的很多疾病.实验研究发现适宜能量的冲击波可以增加成骨细胞的成骨活性,进而促进骨折愈合。但冲击波作为一种能量刺激形式,对破骨细胞的形成及骨吸收活性的影响,目前未见国内外有相关研究。本实验通过将体外冲击波作用于体外诱导培养的破骨细胞,探讨冲击波对破骨细胞形成及骨吸收作用的影响。方法:1.骨髓间充质干细胞的分离及诱导培养密度梯度离心法体外分离骨质疏松症患者骨髓基质干细胞,接种在放有盖玻片和骨片的24孔板中,以1,25-(OH)2D3体外诱导培养,随机分为2组,冲击波干预组和空白对照组。2.冲击波对体外诱导培养的破骨细胞形成的影响冲击波干预组在体外诱导培养的第4天给予0.08mJ/mm2,100次的冲击波作用。两组分别在体外诱导培养的第3,6,9,12天,提取破骨细胞,进行TRAP染色,进行破骨细胞形态观察,进行破骨样细胞和破骨细胞计数,RT-PCR技术结合光密度相对值半定量分析不同时间点两组NFATc1和c-Fos的基因表达的差异,分析冲击波对体外诱导培养的破骨细胞形成的影响。3.体外冲击波对成熟破骨细胞骨吸收作用的影响在体外诱导培养的第12天给予冲击波干预组0.08mJ/mm2,100次的冲击波作用。在体外诱导培养的第15天取出骨片,l%甲苯胺蓝染色后光镜下进行骨陷窝计数,扫描电镜观察破骨细胞形成的骨吸收陷窝,用Image pro plus5.0计算机图像分析系统分析吸收陷窝的面积,反映破骨细胞的骨吸收活性。4.各实验分别重复3-5次,实验数据用x±s表示,所有参数采用SPSS 11.0统计软件进行分析。不同时间点冲击波干预组和空白对照组均数比较采用重复测量设计资料的方差分析;2组间破骨细胞骨吸收陷窝的数量和面积之间均数比较采用两独立样本比较的t检验,p<0.05认为差异有统计学意义。结果:1.两组培养板中TRAP+细胞在诱导培养的第3天开始出现,破骨样细胞和破骨细胞计数显示两组差异无统计学意义(P>0.05)。冲击波干预组在细胞培养的第4天给予冲击波干预(0.08mJ/mm2,100次)后,分别于细胞培养的第6、9、12天进行破骨样细胞和破骨细胞计数,发现:第6天开始,空白对照组有大量TRAP+细胞大量出现,并出现较多双核破骨样细胞,和散在三核破骨细胞;冲击波干预组中也出现少量双核破骨细胞,与空白对照组相比,其差异具有统计学意义(P<0.05),未见三核破骨细胞。第9天开始,空白对照组有大量双核破骨细胞出现,并出现较多三核破骨细胞。冲击波干预组中,双核破骨细胞仅少量增加,与空白对照组相比其差异有统计学意义(P<0.05),三核破骨细胞散在出现,与空白对照组相比其差异有统计学意义(P<0.05)。第12天开始,空白对照组中出现大量典型的多核破骨细胞,冲击波干预组中形成的双核破骨样细胞和三核破骨细胞数量均低于空白对照组,其差异有统计学意义(P<0.05)。PCR显示:冲击波干预组和空白对照组分别在第3天检测到c-Fos和NFATc1的表达。且后期表达均逐渐增强,两组之间相比较:除第3天两组无显著性差异(p>0.05),其余时间点,冲击波干预组和空白对照组均有显著性差异(p<0.05),冲击波干预组各时间点的光密度明显弱于空白对照组。2.通过对比冲击波干预组和对照组骨磨片吸收陷窝的数量和面积,结果发现,冲击波干预组的吸收陷窝数量和面积均小于空白对照组,差异有统计学意义(P<0.05),提示体外冲击波能抑制破骨细胞骨吸收作用。结论:1.适当能量的体外冲击波能够抑制体外诱导培养的破骨细胞形成。破骨细胞分化过程中,NFATc1和c-Fos的基因表达逐渐增强,适当强度的冲击波可以通过抑制NFATc1和c-Fos基因表达抑制体外培养的破骨细胞的分化。2.冲击波能够明显抑制成熟破骨细胞的骨吸收作用。3.冲击波很有希望成为临床上治疗骨质疏松症的一种积极有效的物理治疗方法