背景:骨折是骨科临床最常见的创伤性疾病。尽管随着骨折治疗的相关技术愈加成熟,但是依然有部分骨折未能成功愈合,据报道,我国骨折患者发生骨折延迟愈合或骨不愈合约占10%-15%,不仅对患者的生理及心理造成巨大痛苦,同时给医疗保健系统和整个社会也带来巨大的负担。寻找促进骨折愈合的有效机制,对降低骨折愈合不良的发生率具有重要意义。近期研究发现,沉默信息调节因子2蛋白家族(Sirtuins)可参与诸如成骨细胞和破骨细胞等骨骼细胞的代谢调控,其机制可能与调节骨骼细胞能量代谢相关,是影响骨折愈合的一种全新机制network medicine。Sirtuins家族中Sirtuin 5(SIRT5)可通过蛋白质翻译后修饰,参与细胞糖代谢调控,从而影响细胞学行为与功能,在骨折愈合过程中,有关SIRT5与破骨细胞的具体关系及作用机制尚未有明确报道。目的:本研究旨在探究SIRT5通过调控破骨细胞糖代谢影响骨折愈合的机制,为SIRT5在骨折愈合中的作用机制研究提出新见解,为靶向治疗骨折愈合不良提供理论基础。方法:1.改良并构建小鼠股骨骨折模型,检测骨折断端愈伤组织中SIRT5表达,明确SIRT5表达水平与骨折愈合的相关性。2.构建SIRT5基因缺陷小鼠股骨骨折模型,从行为学、影像学和组织形态学分析小鼠骨折愈合过程,明确SIRT5缺陷对骨折愈合的影响。3.提取SIRT5基因缺陷小鼠骨髓单核巨噬细胞,经M-CSF/RANKL诱导,检测破骨细胞的分化效率,明确SIRT5缺陷对骨髓单核巨噬细胞向破骨细胞分化的影响。4.构建SIRT5稳定过表达RAW274.7细胞株,探索SIRT5对破骨细胞糖代谢相关因子的影响,以及对破骨细胞分化影响。结果:1.成功构建了实验可控性、重复性和成功率高,并且操作相对简便的小鼠股骨骨折模型,经免疫组织化学分析与基因测序,发现小鼠股骨骨折断端愈伤组织中SIRT5表达较对照组显著增高。2.SIRT5基因缺陷小鼠经骨折与内固定处理后PF-03084014小鼠,发现SIRT5缺陷使破骨细胞在骨折愈合过程中大量产生,导致新生骨痂骨量较低,同时延缓了骨折小鼠的骨痂矿化、塑形改建和向成熟骨转化,破坏了骨折愈合的正常进程。3.提取的SIRT5基因缺陷小鼠骨髓单核巨噬细胞,在M-CSF/RANKL诱导下,破骨细胞标志物NFATc1、TRAP、CTSK表达较对照组显著上调,提示SIRT5缺陷可促进破骨细胞的分化。4.SIRT5稳定过表达的RAW264.7细胞株,因糖代谢相关的HIF-1α和LDHA表达下调,同时其分化也随破骨细胞标志物NFATc1、TRAP、CTSKDecitabine溶解度表达下调而受到显著抑制。结论:SIRT5通过调控破骨细胞糖代谢相关的HIF-1α和LDHA表达,在一定程度上,抑制了破骨细胞的分化,在骨折中这一作用可能影响了骨折愈合速度与质量。本课题为骨折愈合的机制研究提供了新的思路和靶点。