Role of neuropeptide Y in the repair of bone microdamage in osteoporosis

Tian Ziyang; Li Yuchen; Ye Jiong; Chen Zhijie; Yao Yuqing; Li Zhanchun

doi:10.13406/j.cnki.cyxb.004080

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Role of neuropeptide Y in the repair of bone microdamage in osteoporosis

Basic research | 更新时间：2026-05-13

- Role of neuropeptide Y in the repair of bone microdamage in osteoporosis
- Journal of Chongqing Medical University Vol. 51, Issue 5, Pages: 654-661(2026)
- 作者机构：
  
  1.上海交通大学医学院附属仁济医院骨科，上海 200127
  2.上海交通大学医学院附属仁济医院浦南分院麻醉科手术室，上海 200127
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.004080
  CLC： R580
- Received：06 February 2026，
  
  Revised：2026-03-05，
  
  Accepted：20 March 2026，
  
  Published：28 May 2026
- 稿件说明：
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田子扬，李禹宸，叶炯，等.神经肽Y在骨质疏松骨微损伤修复中的作用[J].重庆医科大学学报，2026，51（5）：654-661.

Tian Ziyang,Li Yuchen,Ye Jiong,et al.Role of neuropeptide Y in the repair of bone microdamage in osteoporosis[J].Journal of Chongqing Medical University,2026,51(5):654-661.
田子扬，李禹宸，叶炯，等.神经肽Y在骨质疏松骨微损伤修复中的作用[J].重庆医科大学学报，2026，51（5）：654-661. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.004080.

Tian Ziyang,Li Yuchen,Ye Jiong,et al.Role of neuropeptide Y in the repair of bone microdamage in osteoporosis[J].Journal of Chongqing Medical University,2026,51(5):654-661. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.004080.

摘要

目的

探讨神经肽Y（neuropeptide Y，NPY）及其Y1受体（Y1 receptor，Y1R）在骨质疏松及骨微损伤修复过程中的作用。

方法

收集因骨质疏松（osteoporosis，OP）股骨颈骨折（OP组）、髋关节骨关节炎（osteoarthritis，OA）（OA组）行人工髋关节置换术的绝经后女性患者股骨头样本，通过微型计算机断层扫描（micro computed tomography，Micro-CT）扫描、碱性品红染色、免疫组化及生物力学测试，比较2组间骨质疏松骨微结构损伤累积和NPY/Y1R表达差异。建立去卵巢（ovariectomized，OVX）大鼠模型（OVX组），施加疲劳载荷后，腹腔注射Y1R特异性拮抗剂BIBO3304（OVX+BIBO3304组，简称Y1RA组）进行干预，评估其对骨质疏松及骨微损伤的改善作用。

结果

与OA组相比，OP组骨体积分数（bone volume/total volume，BV/TV）［（21.30±5.11）% vs. （37.52±9.05）%］、连接密度（connectivity density，Conn.D）［（2.45±0.34） mm⁻³ vs. （3.52±0.43） mm⁻³］、骨小梁数量（trabecular number，Tb.N）［（1.14±0.12） mm ⁻¹ vs. （1.29±0.06） mm ⁻¹］和骨小梁厚度（trabecular thickness，Tb.Th）［（0.19±0.03） mm vs.（0.30±0.07） mm］均明显降低（

0.05）；结构模型指数（structure model index，SMI）［（1.86±0.26） vs. （0.97±0.37）］和骨小梁分离度（trabecular separation，Tb.Sp）［（0.84±0.08） mm vs.（0.68±0.07） mm］均明显升高（

0.05）。OP组弹性模量［（61.26±22.01） GPa vs. （126.58±38.18） GPa］、最大载荷能量［（2.79±0.85） J vs. （4.02±1.43） J］、极限载荷［（1 184.51±296.82） N vs. （2 699.28±941.99） N］和极限应力［（3.98±1.09） MPa vs. （11.09±4.26） MPa］均明显低于OA组（

0.05）。免疫组化显示，OP组的NPY表达［（0.40±0.08） vs. （0.31±0.09）］和Y1R表达［（0.31±0.05） vs. （0.24±0.04）］均明显高于OA组（

0.05）。OVX组微损伤微裂纹密度［（0.36±0.10）个/mm

vs.（0.19±0.05）个/mm

］、长度［（91.49±16.23） μm vs. （73.96±11.01） μm］和表面积密度［（29.45±6.91） μm/mm

vs.（15.05±4.55） μm/mm

］均明显高于Y1RA组（

0.05）。

结论

NPY/Y1R信号通路在骨质疏松和骨微损伤过程中被异常激活，导致骨修复重建失衡，Y1R拮抗剂可通过阻断该通路改善骨质疏松，促进骨微损伤修复。

Abstract

Objective

To investigate the role of neuropeptide Y（NPY） and its Y1 receptor（Y1R） in the development of osteoporosis and the repair of bone microdamage.

Methods

Femoral head samples were collected from postmenopausal female patients who underwent artificial hip arthroplasty due to osteoporotic femoral neck fractures（OP group） or hip osteoarthritis（OA group）. Micro-CT scanning，alkaline fuchsin staining，immunohistochemistry，and biomechanical tests were performed，and the two groups were compared in terms of the accumulation of osteoporotic bone microstructure damage and the expression of NPY/Y1R. An ovariectomized（OVX） rat model was established，and after fatigue load was applied，the Y1R-specific antagonist BIBO3304 was intraperitoneally injected for intervention to evaluate its effect in improving osteoporosis and bone microdamage.

Results

Compared with the OA group， the OP group showed significantly decreased bone volume/total volume （BV/TV）［（21.30±5.11）% vs. （37.52±9.05）%］，connectivity density（Conn.D）［（2.45±0.34） mm⁻³ vs. （3.52±0.43） mm⁻³］，trabecular number（Tb.N）［（1.14±0.12） mm⁻¹ vs. （1.29±0.06） mm⁻¹］，and trabecular thickness（Tb.Th）［（0.19±0.03） mm vs. （0.30±0.07） mm］（all

0.05），while the structure model index（SMI）［（1.86±0.26） vs. （0.97±0.37）］ and trabecular separation（Tb.Sp）［（0.84±0.08） mm vs. （0.68±0.07） mm］ were significantly increased（

0.05）. The elastic modulus［（61.26±22.01） GPa vs. （126.58±38.18） GPa］，maximum load energy［（2.79±0.85） J vs. （4.02±1.43） J］，ultimate load［（1 184.51±296.82） N vs. （2 699.28±941.99） N］，and ultimate stress［（3.98±1.09） MPa vs. （11.09±4.26） MPa］ in the OP group were significantly lower than those in the OA group（

0.05）. Immunohistochemistry showed that NPY expression［（0.40±0.08） vs. （0.31±0.09）］ and Y1R expression［（0.31±0.05） vs. （0.24±0.04）］ in the OP group were significantly higher than those in the OA group（

0.05）. The OVX group had significantly higher microdamage microcrack density［（0.36±0.10）/mm² vs. （0.19±0.05）/mm²］，length［（91.49±16.23） μm vs. （73.96±11.01） μm］，and surface area density ［（29.45±6.91） μm/mm² vs. （15.05±4.55） μm/mm²］ compared with the Y1RA group（

0.05）.

Conclusion

The NPY/Y1R signaling pathway is abnormally activated during the process of osteoporosis and bone micro-injury，leading to an imbalance in bone repair and reconstruction，and Y1R antagonists can improve osteoporosis and promote the repair of bone microdamage by blocking this pathway.

关键词

Keywords

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