2.1   H型血管研究发展时间脉络图   见图3。"

2.2   骨质疏松模型中H型血管的生成及作用   骨质疏松症是一种以骨量减少、骨微结构破坏为特征的全身性骨代谢性疾病，严重影响患者的生活质量。H型血管作为连接血管网络与骨组织的特殊血管亚型，在骨代谢中扮演着核心角色。在此次纳入的37篇有关骨质疏松(骨质减少)动物模型研究中[6-42]，涵括了卵巢切除模型[6-8，10-12，15-21，25，28，30，33，35-36，38，41]、糖皮质激素诱导模型[9，13-14，24，32，34-35]、尾悬诱导模型[39-40]、糖尿病诱导模型[23，27，37，42]、高脂诱导模型[26，37]、酒精诱导模型[31]、衰老模型[22，29，35]、肉毒杆菌毒素诱导模型[23]，见表2。研究表明，H型血管数量减少往往先于骨密度下降出现，是骨质疏松早期的重要标志，揭示了其作为早期干预潜在靶点的价值。虽然不同病理模型中的触发机制存在差异，但多个模型却显示出一些共性机制的异常，如缺氧诱导因子1α/血管内皮生长因子通路在卵巢切除、糖皮质激素、肉毒素和衰老模型中均受到抑制；血小板源性生长因子BB相关信号在卵巢切除和糖皮质激素模型中显著减少；磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信号通路在卵巢切除和酒精诱导模型中活性降低；氧化应激和炎症反应在糖尿病和高脂饮食模型中表现突出；Notch信号通路虽在多个模型中均有参与，但在骨组织中呈现出与其他器官不同的特性，主要为正向调节作用等。 在骨质疏松的病理状态下，H型血管数量的减少与骨生成能力下降呈现正相关关系。这一过程受到多种因素的影响，如雌激素缺乏、糖皮质激素长期使用、年龄增长、慢性炎症和代谢紊乱等。值得注意的是，现有研究显示在多病共存状态下，多种病理因素的叠加可能对H型血管产生更严重的损害[22，27，37]。如糖尿病合并高脂饮食可能通过白细胞氧化物结合蛋白1/活性氧/核因子κB通路和肿瘤坏死因子α介导的铁死亡通路协同作用，加剧氧化应激和炎症反应，进一步抑制H型血管生成[27，31，37]。 衰老合并糖皮质激素治疗导致的叉头框蛋白O1-哺乳动物雷帕霉素靶蛋白通路和腺苷酸活化蛋白激酶-哺乳动物目标雷帕霉素-缺氧诱导因子1α-血管内皮生长因子通路异常，叠加糖皮质激素对缺氧诱导因子1α/血管内皮生长因子通路的抑制，可能对H型血管形成产生更严重的阻碍[9，13-14，22，24，29，32，34-35]。 此外，衰老合并糖皮质激素对周细胞功能的共同影响可能进一步削弱血管稳定性。绝经后骨质疏松合并糖尿病时，雌激素缺乏导致的缺氧诱导因子1α/血管内皮生长因子和磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B通路活性降低，结合糖尿病状态下的白细胞氧化物结合蛋白1/活性氧通路激活，可能加速H型血管损伤，并通过多重机制促进骨吸收，加剧骨质疏松进"

"

程[23，27，37，42]。当多种病理因素同时存在时，可能导致多个信号通路的同时紊乱，使恢复H型血管功能的难度显著增加，需要综合考虑多靶点干预策略。在未来研究中，深入阐明多病共存状态下H型血管的协同损伤机制，研发针对多靶点的综合干预策略，将有助于为复杂病理环境下的骨质疏松症提供更有效的治疗方案。 2.3   骨折模型中H型血管生成及作用   骨折模型是研究骨折愈合机制和评估治疗策略的重要工具。自20世纪初以来，各种动物骨折模型已被广泛应用于骨折研究领域，然而对于骨折愈合的分子机制和细胞交互作用的认识仍有待深入。近年来，通过调控骨折愈合过程中的血管生成来促进骨修复已成为国内外学者研究的热点方向之一，其中H型血管在骨折愈合中的关键作用尤其受到广泛关注[43-64]。多种骨折模型研究显示，H型血管在正常骨折愈合早期(1-7 d)比例持续升高，于第7天达到峰值后逐渐下降，而骨质疏松状态下则呈现显著延迟表达模         式[43，50-54]。这种时间依赖性变化为理解骨折愈合的关键时间窗口提供了重要依据，同时也揭示了H型血管与成骨过程之间存在的动态耦合关系。 H型血管的生成受多条信号通路精密调控(表3)，其中前破骨细胞分泌的血小板源性生长因子BB被认为是促进H型血管形成的核心因子。研究显示，Omentin-1可通过抑制炎症因子(特别是肿瘤坏死因子α)影响破骨细胞分化，促进前破骨细胞积累，增加血小板源性生长因子BB的产生，进而增强H型血管形成，最终促进骨修复[45]。相反， G蛋白偶联受体激酶相互作用蛋白1基因敲除则会降低H型血管相关的破骨前体细胞中血小板源性生长因子BB的分泌，从而损害骨修复过程[49]。 在骨生成过程中，血小板源性生长因子BB主要由血小板脱颗粒化释放，发挥着多重生物学功能。它通过上调血管内皮生长因子表达促进血管生成，同时向成骨细胞传递趋化性和促有丝分裂信号以增强骨形成[147]。XIE等[148]研究进一步揭示，骨膜区域的破骨前体细胞是血小板源性生长因子BB的另一重要来源。血小板源性生长因子BB在骨血管偶联中起到双重作用：一方面刺激内皮祖细胞和间充质干细胞迁移，促进血管网络形成；另一方面作为关键调控因子，动员间充质来源细胞，维持新生血管稳定性，并协同调节成骨细胞分化过程。 除血小板源性生长因子BB外，多种信号通路协同参与H型血管调控。缺氧诱导因子1α/血管内皮生长"

因子通路在骨折后低氧微环境中被迅速激活，强化局部血管网络建立，并通过调控相关转录因子介导血管内皮细胞的存活和分化。Wnt/β-catenin及YAP1/PDZ结合基转录共激活因子信号通路为骨组织微环境中成骨细胞和血管内皮细胞之间的信息交流提供了重要平台，两者的交互作用不仅促进血管生成，还通过诱导成骨细胞的定位和活化推动新骨形成[43，50-54]。近期研究还发现STING信号和Delta样配体4/Notch通路等在调控H型血管生成中发挥着辅助作用，展现出复杂的网络调节特性[44，47]。由此可见，不同骨折模型中揭示的上述多条信号通路不仅阐明了H型血管在血管生成与骨形成偶联中的生物学功能，更为临床上利用药物重定位策略或生物工程手段改善骨折愈合，尤其是骨质疏松性骨折的治疗效果提供了前沿启示。对于未来的临床应用而言，进一步精准调控这些信号通路，构建高效促进H型血管增生的策略，将可能显著改善骨折修复的质量和愈合速度。 2.4   骨缺损模型中H型血管生成及作用   骨缺损修复是临床上亟待攻克的难题，而促进骨再生和血管生成是实现成功修复的关键。研究表明，H型血管在骨缺损修复过程中扮演着至关重要的角色[65-104]。无论是在扁平骨还是长骨骨缺损中，H型血管不仅为骨再生提供必要的营养和氧气支持，还通过结合多种生长因子和细胞因子，直接参与骨细胞的募集、分化及成骨微环境的构建。为探究不同类型骨缺损的修复过程及机制，研究者建立了多种动物模型，如大鼠颅骨临界尺寸缺损模型、大鼠胫骨钻孔缺损模型、小鼠股骨及下颌骨缺损模型以及兔颅骨增高模型等[65-104]。相较于骨折模型，这些骨缺损模型的研究主要聚焦于生物材料的修复、植入等方面。 在骨缺损修复早期，局部组织缺氧环境激活缺氧诱导因子1α信号通路，是H型血管形成的关键调控机制[149]。多项研究证实，在股骨缺损模型中，通过去铁胺等缺氧诱导因子1α稳定剂处理后，可显著增加缺损区H型血管密度[150]。具体而言，去铁胺通过抑制脯氨酰羟化酶活性，防止缺氧诱导因子1α降解，进而上调血管内皮生长因子及其受体表达，促进H型血管生成[86]。而在大鼠牙槽骨缺损模型中，研究者观察到Notch信号相关分子高度活跃于H型血管内皮细胞。通过γ-分泌酶抑制剂DAPT抑制Notch信号，导致H型血管标志物Emcn表达显著降低，而过度激活Notch则增加H型血管数量及覆盖面积[81]。值得注意的是，Notch信号的激活还增强了H型血管内皮细胞与Osterix+/Runx2+骨祖细胞的空间共定位，提示Notch信号参与调控血管-骨偶联过程。进一步研究发现，在小鼠股骨和颅骨缺损模型中，SLIT3可通过其受体ROBO1作用于内皮细胞，激活YAP1转录调控因子，进而促进H型血管形成[103]，特别是在力学刺激条件下，这一通路被进一步增强，形成“SLIT3/ROBO1/YAP1/缺氧诱导因子1α”复合调控网络。例如，靶向蛋白降解技术处理使间充质干细胞中SLIT3表达上调，通过ROBO1激活内皮细胞中的YAP1，进而稳定缺氧诱导因子1α，增强H型血管生成及其促骨再生功能[103]。机械负荷对H型血管生成同样发挥着重要作用。研究发现，在机械刺激下，鞘氨醇-1-磷酸受体1在H型血管中的表达显著增强。作为一种机械敏感性受体，鞘氨醇-1-磷酸受体1激活后通过Rho/ROCK(rho相关蛋白激酶)通路促使YAP转移至细胞核，调控血管生成相关基因表达。若抑制鞘氨醇-1-磷酸受体1或阻断YAP核转位，都会显著影响机械负荷诱导的H型血管形成[63]。 在骨缺损修复过程中，H型血管呈现明显的时空动态变化特征[65-104]。早期(数小时至3 d)阶段，局部创面形成缺氧环境迅速激活缺氧诱导因子1α通路，在缺损边缘及肉芽组织中开始出现H型血管；中期(7 d至2周)阶段，H型血管数量达到高峰，并在新生骨小梁的生长前沿区域呈稳定的空间分布，周围聚集大量的Osterix+和Runx2+骨祖细胞，实现“血管-骨偶联”；晚期(4周及以后)阶段，虽然整体H型血管数量逐步减少，但功能性和成熟性增强，形成与新生骨组织紧密整合的血管网络。 对H型血管在骨再生中作用机制的深入研究为开发新型骨修复策略提供了理论依据，如基于支架材料的功能化设计、针对关键通路的药物干预以及机械刺激与材料协同疗法等。未来，随着对H型血管动态变化和空间分布机制的进一步认识，有望实现精准调控局部微环境，加速骨愈合并提高骨愈合质量，为复杂骨损伤和骨质疏松性骨折等难治性疾病带来新的转化医学契机。 2.5   牵引成骨模型中H型血管生成及作用   牵引成骨技术又称Ilizarov技术，是Ilizarov GA医生于20世纪60年代提出的一种骨再生技术[151]，通过将截断的骨段按一定速度和频率牵开，机械牵拉刺激诱导骨段间隙中新骨形成，继而达到修复骨缺损的目的。血管生成和成骨分化是骨修复重建中的关键环节，二者之间在空间和时间上存在的密切关系被称为“成血管-成骨偶联作用”。 牵引成骨技术中新骨生成耦合血管新生，成血管-成骨偶联作用贯穿整个牵引成骨过程，而H型血管亦可耦合骨生成，可增强局部成血管-成骨偶联作用，在牵引成骨调控骨修复过程中扮演重要角色[105-110]。赵芝鹤等[152]在SD大鼠颅骨骨缝牵引成骨动物模型中鉴定出了H型血管形成，证实了H型血管在颅骨骨缝牵引成骨模型中对早期骨生成发挥着重要作用。课题组通过前期研究在SD大鼠胫骨牵引成骨模型中同样鉴定出了H型血管的形成，证实了牵张应力对H型血管生成具有促进作用，且牵引成骨模型中H型血管生成与牵引成骨过程中血管生成和骨生成效果强弱表现协同一致性，即H型血管高增殖，增强了牵引成骨过程中成血管-成骨偶联作用，继而进一步促进了骨生成[105，153]。与此同时，进一步的研究成果也证实了口服骨碎补总黄酮可促进牵引成骨技术修复SD大鼠胫骨骨缺损，且潜在机制与血小板源性生长因子BB信号调控H型血管生成有关[109-110]，这表明了H型血管在牵引成骨技术中扮演的重要角色，为深入探究牵引成骨技术修复骨缺损机制和药物作用靶点提供了新的思路。 2.6   诱导膜模型中H型血管生成及作用   诱导膜技术即Masquelet技术，是法国医师Masquelet于1986年首次提出的一种骨缺损治疗技术[154]。经过数十年的发展，诱导膜技术被广泛应用于肢体形态与功能重建领域，已成为临床中处理各类型骨缺损的有效手段[155]。然而，当前对于诱导膜技术促进骨缺损修复的认识尚不够全面。课题组团队在2020年指出，当前诱导膜技术仍需要深入研究，以进一步明确诱导膜的生物特性[156]。近年来，通过调控诱导膜血管生成来增强诱导膜技术的骨修复效果已成为国内外学者该领域研究的方向之一，而H型血管在诱导膜技术中所发挥的作用又成为关注的重点。课题组团队在SD大鼠胫骨大段骨缺损模型上的最新研究成果也进一步发现了骨诱导膜中H型血管呈动态表达并在骨水泥植入后6周达高峰，这表明了H型血管在诱导膜模型中对促进骨缺损修复具有积极作用和重要意义[112]。 2.7   骨坏死模型中H型血管生成及作用   骨坏死是一种病因复杂、涉及多个病理过程的严重骨骼疾病。近年来，调控骨血管生成以改善骨坏死已成为国内外学者研究的重要方向之一。H型血管在骨坏死模型中的作用逐渐引起关注[113-121]。研究表明，在骨坏死的早期阶段，缺氧诱导因子1α和血管内皮生长因子的表达降低，伴随骨血管生成的减少[157]。于海洋等[115]在大鼠股骨头坏死模型中发现，糖皮质激素可通过下调缺氧诱导因子1α/血管内皮生长因子信号通路，进而抑制H型血管的形成，导致骨组织缺血缺氧，最终引发骨坏死，免疫荧光染色结果显示，与正常对照组相比，骨坏死模型组大鼠股骨头中H型血管数量明显减少。这一发现提示了H型血管损害可能是糖皮质激素性骨坏死的关键致病环节之一。在实验动物模型中，可以观察到H型血管标志物(如CD31和内皮黏蛋白EMCN)的表达数量在不同修复阶段的显著变化。实验结果表明，骨坏死早期H型血管的数量普遍较低，但随着治疗(如使用血小板源性生长因子BB或天然药物如银杏叶提取物)的实施，H型血管的数量逐渐增加，这与骨质新生反应呈正相关[113-121]。在一些实验组中，特别是在促进血管生成治疗后，标志物浓度的显著提升不仅验证了H型血管生成的促进作用，也显示了其在骨坏死修复过程中的监测和评估价值。H型血管由于其独特的功能，为深入理解血管介导的骨骼代谢调控机制提供了新的视角和切入点。这一研究进展也促使骨科学研究从传统的“骨本位”范式向“骨-血管整合”方向的重要转变。 2.8   骨关节炎模型中H型血管生成及作用   骨关节炎是一种复杂的慢性关节退行性疾病，其发展过程中H型血管扮演着至关重要的角色。这类特殊血管不仅仅是被动的结构单元，更是疾病进展的关键调控因子，通过复杂的信号通路网络参与骨代谢重塑、炎症调控和软骨退变过程。在骨关节炎的发病机制中，H型血管的生成与功能表现出显著的病理特征，其异常扩张往往与疾病的加重密切相关。多种研究模型，包括前交叉韧带切断小鼠模型、高脂饮食诱导的小鼠模型和腰椎关节炎小鼠模型等，揭示了H型血管生成的核心机制[122-143]。以C57BL/6J小鼠和前交叉韧带切断小鼠模型为例，骨桥蛋白通过促使H型血管在软骨下骨中的形成，影响骨转化及重塑，同时磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信号通路的活化又进一步促进这一过程[133]；而在腰椎关节炎模型中，低氧处理脂肪间充质干细胞来源外泌体通过抑制血小板源性生长因子BB，显著减少了H型血管的生成，显示出治疗骨关节炎的潜力[132]；在高脂饮食诱导的小鼠模型中，巨噬细胞活性增加和前列腺素分泌的变化促进了H型血管的形成，反映出炎症在骨代谢调控中的重要性等[137]。 在骨关节炎的不同发展阶段，H型血管数量往往呈现动态变化：早期阶段，血管数量显著增加，促进骨生成和软骨重塑；中期阶段，血管密度持续增长，参与炎症和代谢调节；晚期阶段，过度血管生成可能加剧关节退变。其中，软骨下骨的异常重塑在骨关节炎的发生发展中起关键作用，H型血管形成增加被认为是促进疾病进展的重要因素。研究者在内侧半月板不稳定诱导的骨关节炎小鼠模型中发现哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1激活可刺激关节软骨细胞中血管内皮生长因子A的产生和软骨下骨中H型血管的形成[143]。值得注意的是，血小板源性生长因子受体β通过调节血小板源性生长因子受体β/Talin1/FAK复合物促进血管生成，被认为是骨关节炎中H型血管异常的关键环节[130]。而内皮细胞特异性血小板源性生长因子受体β缺失可显著减少H型血管形成，改善软骨下骨退化并缓解上覆软骨变性。除血小板源性生长因子受体β外，研究者还发现多种药物和生物制剂可通过调节H型血管的生成发挥骨关节炎防治作用。如邻苯二甲酸二丁酯[129]、丹参酮IIA等化合物具有抑制骨关节炎进展的潜力[140]。这些化合物可以通过下调血管内皮生长因子A和血管生成素1等因子的表达，影响H型血管的异常增殖，从而抑制了成骨和血管形成的病理偶联机制，延缓疾病进展。这些发现不仅拓展了对骨关节炎发病机制的认识，也为开发为新型治疗策略提供了重要的理论基础和潜在靶点。 2.9   骨肿瘤模型中H型血管生成及作用   骨髓是多种实体瘤的首选转移部位，研究表明癌细胞在骨髓内的特定生态位中定植，以支持其长期繁殖，然而，目前尚不清楚介导这些生态位相互作用的确切位置和机制[145]。近年来，随着骨髓微环境研究的深入，H型血管在其中的关键作用逐渐被揭示。H型血管在骨髓微环境中扮演着核心角色，不仅支持正常造血功能，还与肿瘤转移和进展密切相关[144-146]。 SINGH等[144]研究表明，H型血管通过提供小动脉壁龛来支持造血干细胞和间充质干细胞的增殖。这种微环境具有维持细胞静止的特性，不仅适用于造血干细胞，也适用于播散性肿瘤细胞。随着年龄增长，小动脉壁龛数量逐渐减少，可能影响骨髓微环境的稳态。在骨转移性肿瘤中，特别是乳腺癌，H型血管为肿瘤细胞的骨髓浸润提供了有利环境[145]。随着肿瘤进展，癌细胞能够重塑局部血管网络，导致血管形态异常、内皮细胞表型改变和血管密度降低。值得注意的是，尽管重塑后的血管表达高水平的EMCN和CD31，但它们缺乏正常H型血管的特征性周细胞和骨前体细胞覆盖，形成了一种独特的肿瘤相关血管亚型，这种肿瘤诱导的血管重塑进一步促进了肿瘤生长和骨质破坏。深入理解H型血管在骨转移中的双重作用，既为播散性肿瘤细胞提供休眠微环境，又为肿瘤生长提供有利条件，有望为开发针对肿瘤-血管相互作用的新型治疗策略提供重要依据，特别是在靶向早期转移和预防肿瘤复发方面具有潜在的临床应用价值。 不同动物模型中H型血管的相关表达及意义，见图4。"