Eine Strahlentherapie kann zu Knochenverletzungen mit der Entstehung von Frakturen führen und häufig zu einer verzögerten Knochenheilung und Nichtheilung führen. Es gibt keine Prävention oder Behandlung für strahlenbedingte Knochenschäden. Wir bestrahlten die distale Hälfte des linken Femurs der Maus, um den Mechanismus der strahlungsinduzierten Knochenverletzung zu untersuchen, und stellten fest, dass in bestrahlten distalen Femuren oder nicht bestrahlten proximalen Femuren keine mesenchymalen Stammzellen (MSCs) nachgewiesen wurden. Die MSCs im Kreislauf verdoppelten sich nach einer Woche und vervierfachten sich nach 1 Wochen Bestrahlung. Die Anzahl der MSCs im proximalen Femur erholte sich schnell, im distalen Femur wurde jedoch keine Erholung beobachtet. Die Konzentrationen freier Radikale waren nach einer Woche um das Dreifache erhöht und blieben im distalen Femur vier Wochen lang auf diesem hohen Niveau, wohingegen die Konzentrationen nach einer Woche anstiegen und nach vier Wochen im unbestrahlten proximalen Femur wieder auf das Grundniveau zurückkehrten. Freie Radikale diffundieren ipsilateral durch den Markkanal des Knochens zum proximalen Femur. Die Blutgefäße in der distalen Femora waren in angiographischen Bildern zerstört, nicht jedoch in der proximalen Femora. Die Osteoklasten und Osteoblasten waren nach der Bestrahlung im distalen Oberschenkelknochen zurückgegangen, im proximalen Oberschenkelknochen wurden jedoch keine Veränderungen beobachtet. Das gesamte Knochenvolumen wurde in der proximalen und distalen Femora nicht beeinflusst. Unsere Daten deuten darauf hin, dass die Bestrahlung freie Radikale erzeugt, die das Überleben von MSCs sowohl im distalen als auch im proximalen Femora beeinträchtigen. Strahlenschäden an den Gefäßen und der Mikroumgebung wirken sich während der Erholungsphase auf die Nischen für Stammzellen aus.
Xu Cao, Xiangwei Wu, Deborah Frassica, Bing Yu, Lijuan Pang, Lingling Xian, Mei Wan, Weiqi Lei, Michael Armour, Erik Tryggestad, John Wong, Chun Yi Wen, William Weijia Lu und Frank J. Frassicaa.
