《International Journal of Molecular Sciences》:Intra-Articular Injection of Parathyroid Hormone (1–34) Enhances Meniscal Healing at the Site of a Radial Tear in the Rabbit Medial Meniscus
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研究人员在这项研究中评估了单次关节内注射甲状旁腺激素(1–34)(PTH(1–34))增强内侧半月板放射状撕裂的半月板愈合的效果。在30只日本白兔的双侧膝关节前内侧半月板中制作累及半月板宽度三分之二的放射状撕裂,并分别注射PTH(1–34)或磷酸盐缓冲液(ph
研究人员在这项研究中评估了单次关节内注射甲状旁腺激素(1–34)(PTH(1–34))增强内侧半月板放射状撕裂的半月板愈合的效果。在30只日本白兔的双侧膝关节前内侧半月板中制作累及半月板宽度三分之二的放射状撕裂,并分别注射PTH(1–34)或磷酸盐缓冲液(phosphate-buffered saline, PBS)。在术后4、8和12周进行半月板的宏观、生物力学和组织学评估。与PBS相比,PTH注射在4周和8周时改善了半月板愈合率(分别为p = 0.05和p < 0.05)。4周后,PTH注射在生物力学测试中导致更高的周向强度。半月板愈合评分(meniscal healing score, MHS)显示出改善趋势,在4周时PTH注射组(1.6 ± 1.3)与PBS组(0.5 ± 0.8)相比达到边界统计学显著性(p = 0.05)。在半月板宽度的外侧三分之二,天狼星红染色(picrosirius red staining)显示PTH注射后I型胶原(type I collagen)含量更高。单次膝关节内注射PTH(1–34)在兔内侧半月板放射状撕裂模型中改善了4周和8周时的半月板愈合,同时愈合部位周围的I型胶原含量增加。
半月板撕裂是膝关节常见损伤,其中放射状撕裂因组织血供有限而难以自愈,现有修复技术临床效果不理想。组织工程与再生医学虽尝试使用间充质干细胞(MSCs)等生物活性分子,但仍面临多次手术及最佳细胞来源不明确等挑战。甲状旁腺激素(1–34)(PTH(1–34))作为骨质疏松治疗药物,在骨关节炎及半月板缺损动物模型中展现出促修复潜力,但其对内侧半月板放射状撕裂的直接作用尚缺乏证据。为明确其疗效,研究人员在兔模型中创建放射状撕裂,并评估单次关节内注射PTH(1–34)对半月板愈合、生物力学性能及软骨保护的影响。该研究发表于《International Journal of Molecular Sciences》。
研究人员利用30只雌性日本白兔(双侧膝关节,共60个样本),在前内侧半月板制造累及三分之二宽度的放射状撕裂,以5-0尼龙线单针缝合修复。术后立即关节内注射PTH(1–34)(3 μg/kg)或等量PBS。在4、8、12周分别处死每组5只兔子(各10个膝关节),进行宏观评估(愈合率及撕裂宽度测量)、生物力学测试(施加1N拉伸载荷测量位移)及组织学评估(HE、番红O、天狼星红染色),采用半月板愈合评分(MHS)量化愈合程度,定量分析外三分之二区域I型胶原含量,并使用改良Mankin评分评估股骨和胫骨软骨损伤。所有评估由双盲研究者完成,统计学采用卡方检验和Mann–Whitney U检验,显著性水平设为p < 0.05。
**2.1. 宏观评估与生物力学测试**
宏观观察显示,PTH组在4周时愈合率(5/10)高于对照组(1/10,p = 0.05);8周时PTH组为3/10,对照组为0/10(p = 0.01);12周时两组均为2/10(p = 1.0)。撕裂宽度测量发现,PTH组在4周时的位移距离(1.19 ± 1.02 mm)显著小于对照组(2.63 ± 1.71 mm,p = 0.04),提示周向强度更高;而8周和12周时两组间无显著差异。
**2.2. 组织学评估**
组织学切片显示,PTH组在4周时出现连接性愈合,对照组仅见瘢痕组织。MHS评分在各时间点两组间均无显著差异(表1)。天狼星红染色定量分析表明,PTH组在外三分之二区域的I型胶原含量在4、8、12周均高于对照组(p = 0.01、p = 0.02、p = 0.03)。软骨损伤评估显示,PTH组在4周时的股骨和胫骨改良Mankin评分均优于对照组(股骨:1.2 ± 0.8 vs 4.6 ± 2.7,p < 0.05;胫骨:3.8 ± 1.5 vs 5.4 ± 1.9,p < 0.05);8周和12周时,股骨侧PTH组评分仍呈改善趋势,但胫骨侧差异消失。
讨论部分指出,最重要的发现是单次关节内注射PTH(1–34)可在8周内促进半月板外三分之二区域愈合,伴随I型胶原沉积增加及早期纤维强度增强。与既往研究(如Pan等使用丝素蛋白生物粘合剂、Mazy等使用GDF5、Rothrauff等使用光交联水凝胶)相比,本研究中内侧三分之一区域未观察到愈合,与其他结果一致。尽管宏观愈合率改善,MHS评分未显著变化,提示再生组织成熟度不足。机制上,PTH可能通过增强血管化区域修复反应、增加胶原沉积或局部募集细胞发挥作用,但具体细胞与分子机制未明。此外,PTH可能通过保护软骨减轻早期关节损伤,但长期效果需进一步验证。局限性包括:前角撕裂在临床少见、兔与人类半月板结构差异、未进行细胞分子分析及免疫组化染色。
综上所述,单次膝关节注射PTH(1–34)在兔内侧半月板放射状撕裂模型中改善了4周和8周时的半月板愈合,并且愈合部位I型胶原含量增加。