產(chǎn)素對骨代謝調(diào)節(jié)的實驗研究.pdf

1、骨代謝過程由成骨細(xì)胞(osteoblast，OB)的骨形成和破骨細(xì)胞(osteoclast，OC)的骨吸收構(gòu)成，任何因素導(dǎo)致的破骨作用大于成骨作用，將發(fā)生骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis，OP)。隨著人口老齡化的日趨嚴(yán)重，骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率已躍居世界各種常見病的第7位，成為世界各國日益關(guān)注的公共衛(wèi)生問題。多年來，人們在骨代謝調(diào)節(jié)及骨質(zhì)疏松癥發(fā)病機(jī)制等方面已取得了一定的研究進(jìn)展，特別是近年來，揭示了垂體激素如促甲狀腺激素(thyroi

2、d stimulating hormone，TSH)和卵泡刺激素(follicle stimulating hormone，F(xiàn)SH)對骨代謝的直接調(diào)控作用，學(xué)術(shù)界提出了垂體-骨軸(pituitary-bone axis)的新理論，讓人們對垂體激素的功能有了全新的認(rèn)識，也促使研究人員探索其它垂體激素對骨代謝的影響。催產(chǎn)素（oxytocin, OT）是一種重要的垂體后葉激素，至今尚未有人就催產(chǎn)素如何調(diào)節(jié)骨代謝的問題進(jìn)行系統(tǒng)的研究。
　

3、　 本課題利用催產(chǎn)素或催產(chǎn)素受體基因敲除的小鼠模型，綜合運用遺傳學(xué)、骨生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)及分子生物學(xué)等領(lǐng)域的多種實驗方法，系統(tǒng)深入地探討了催產(chǎn)素對骨代謝的調(diào)節(jié)作用。本論文的具體研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　　 1．催產(chǎn)素通過外周作用直接調(diào)節(jié)骨代謝。
　　 利用骨組織切片染色和μCT測量，研究了催產(chǎn)素或催產(chǎn)素受體基因敲除對小鼠骨量的影響。為探討催產(chǎn)素是通過外周還是中樞作用調(diào)節(jié)骨代謝，選用野生型小鼠，分別經(jīng)側(cè)腦室或腹腔注射催產(chǎn)素

4、，分析成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的血漿標(biāo)志物水平與體外分化。此外，通過免疫熒光標(biāo)記方法，檢測小鼠成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞表面是否存在催產(chǎn)素受體。研究結(jié)果表明，催產(chǎn)素或催產(chǎn)素受體敲除的小鼠出現(xiàn)嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松癥，小鼠成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞表面均存在催產(chǎn)素受體，催產(chǎn)素通過外周作用直接調(diào)節(jié)骨代謝。
　　 2．催產(chǎn)素對成骨細(xì)胞的作用。
　　 為研究催產(chǎn)素對成骨細(xì)胞的作用機(jī)制，對純合型OT-/-小鼠與野生型OT+/+小鼠的骨礦化沉積率(mineral

5、ization apposition rate，MAR)、成骨細(xì)胞的體外增殖與礦化、成骨細(xì)胞分化標(biāo)志物和分化調(diào)節(jié)因子的mRNA表達(dá)進(jìn)行比較，并分析外加重組催產(chǎn)素對成骨細(xì)胞分化的影響。研究結(jié)果表明，催產(chǎn)素通過上調(diào)骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(bone morphogenetic protein，BMP-2)來調(diào)控成骨細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子Schnurri-2、Osterix、激活轉(zhuǎn)錄因子（activating transcription factor4

6、，ATF4）的表達(dá)，從而促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化及其礦化功能。
　　 3．催產(chǎn)素對破骨細(xì)胞的作用。
　　 比較純合型OT-/與野生型OT+/+小鼠破骨細(xì)胞的體外增殖與分化，以及分化標(biāo)志物的mRNA水平。分析外加重組催產(chǎn)素對破骨細(xì)胞形成和吸收功能的直接調(diào)控作用，同時檢測重組催產(chǎn)素對成骨細(xì)胞生成NF-κB受體活化因子配基(receptor activator ofnuclear factor-κB ligand，RANK-L)和骨

7、保護(hù)素(osteoprotegrin，OPG)的影響，以研究催產(chǎn)素對破骨細(xì)胞分化的間接調(diào)節(jié)作用。研究結(jié)果表明，催產(chǎn)素對破骨細(xì)胞具有雙重作用，催產(chǎn)素即能通過激活NF-κB、MAPK和Akt信號通路的直接作用和刺激成骨細(xì)胞生成RANK-L的間接作用促進(jìn)破骨細(xì)胞的形成，又能抑制成熟破骨細(xì)胞的骨吸收功能。
　　 4．催產(chǎn)素對妊娠期母體骨重建的調(diào)節(jié)。
　　 基于孕婦在妊娠后期體內(nèi)催產(chǎn)素水平升高，推測控制分娩和泌乳的催產(chǎn)素可能參與調(diào)

8、節(jié)母子間的鈣轉(zhuǎn)移。實驗中比較了妊娠小鼠與未孕小鼠成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的血漿標(biāo)志物水平和體外分化，并分析了催產(chǎn)素基因敲除對妊娠小鼠和胎兒的骨代謝影響。研究結(jié)果表明，催產(chǎn)素參與調(diào)節(jié)妊娠期母體的骨重建，胎兒的骨發(fā)育也具有催產(chǎn)素敏感性。
　　 通過本課題的研究，發(fā)現(xiàn)并闡明了催產(chǎn)素對骨代謝的直接調(diào)節(jié)作用，進(jìn)一步證實了垂體-骨軸的新理論；發(fā)現(xiàn)了催產(chǎn)素參與調(diào)節(jié)妊娠期母體的骨重建，揭示了催產(chǎn)素新的生理功能。從而，為進(jìn)一步闡明骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病機(jī)制，