内源性大麻素受体2与老年人群骨质异常的相关性分析及对破骨细胞形成的影响和机制研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guaitaidejiao
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目的:探讨内源性大麻素系统中大麻素受体2(cannabinoids receptors 2,CB2R)与老年人群骨质异常的关系,分析大麻素受体2对破骨细胞形成的影响及其内部机制,从而为进一步治疗老年人群骨质疏松症提供新的靶点。方法:1、临床标本采集:中国医科大学附属第一医院老年医学科就诊的年龄大于60岁患者255例,排除急性心脑血管疾病、风湿免疫系统疾病、精神心理疾病、血液系统疾病、恶性肿瘤等能够引起继发性骨质疏松的疾病,对所有研究对象应用双能X线吸收法(dualenergy X-ray absorptiometry,DXA法)行骨密度检测,并依腰椎DXA结果将研究对象分为骨量正常组(T≥-1.0)和骨量异常组(T<-1.0),并对每组研究对象提取外周血血清进行白蛋白、前白蛋白、碱性磷酸酶、钙、磷、低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇、总甘油三酯、尿酸及骨代谢标志物检测。以上述入选标准同时分别选取23例患者和9例患者,依腰椎DXA结果分为骨量正常组(T≥-1.0)、骨量减少组(-2.5<T<-1.0)及骨质疏松组(T≤-2.5),行外周血单个核细胞提取后进行反转录PCR(reverse transcription-PCR,RT-PCR)及Western blotting观察大麻素受体2的表达情况,并分析其与骨质异常的关系。2.细胞学实验:(1)采用小鼠单核细胞RAW264.7,应用RANKL(receptor activator of the Nfk B ligand,核因子k B活化受体配体)诱导其分化构建破骨细胞分化模型。分别采用CB2受体激动剂AM1241及CB2受体拮抗剂AM630对此分化过程进行干预,行抗酒石酸磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase,TRAP)染色及TRAP活性测定观察破骨细胞形成情况。对分化的各组细胞进行蛋白提取后行WB检测,检测核因子E2相关因子2(Nuclear factor erythroid-2 related factor 2,Nrf2)及血红素加氧酶-1蛋白(Heme oxygenase-1,HO-1)的表达情况。(2)制备si-Nrf2慢病毒质粒干扰载体,应用si-Nrf2慢病毒质粒干扰载体对RAW264.7细胞进行转染后再进行RANKL诱导破骨细胞分化,并分别采用AM1241及AM630对分化过程进行干预。提取细胞蛋白行western blotting检测Nrf2及HO-1蛋白的表达情况,并行TRAP染色及TRAP活性测定观察破骨细胞形成情况。3.统计学分析:临床资料统计学分析均采用SPSS 22.0统计软件进行,根据数据分布的不同类型分别采用T检验、Kruskal Wallis秩和检验或卡方检验、Fisher检验及单因素方差分析(one-way ANOVA),计量资料以均数±标准差((?)±S)或中位数(四分位数范围)表示,计数资料以率表示。临床基本资料、生化指标、骨代谢标志物及CB2受体m RNA含量与腰椎骨密度的相关性采用Pearson相关分析。控制年龄、性别、BMI、ALB、PAB、TC、LDL-C、SUA混杂因素的影响,分别以骨代谢标志物中各项为自变量、腰椎骨密度为因变量进行多元线性回归分析;将研究对象分为骨量正常组和骨量异常组,按骨代谢标志物中的β-Crosslaps、Osteo C及T-P1NP的四分位数(1-4)分组,分别以β-Crosslaps、Osteo C及T-P1NP的四分位数为自变量,腰椎骨密度为因变量进行二元Logistic回归分析,并进一步应用两个模型进行线性趋势检验,模型1为未调整任何变量,模型2为调整年龄、性别、BMI、ALB、PAB、TC、LDL-C及SUA。控制年龄、性别混杂因素的影响,以外周血中CB2受体m RNA含量为自变量,腰椎骨密度为因变量进行多元线性回归分析。P<0.05为差异有统计学意义。细胞学实验数据统计分析使用Graph Pad Prism 5.0版软件。数据结果表示为至少三个独立实验的均数±标准差((?)±S),配对组比较采用配对T检验,多组比较采用单因素方差分析,以P<0.05为差异有统计学意义。结果:1.255例患者随着腰椎骨密度的降低,女性所占比例升高、BMI值降低、前白蛋白降低、血清尿酸降低,总甘油三酯降低,骨量正常组与骨量异常组比较差异有统计学意义(P<0.05),相关性分析示腰椎骨密度值与前白蛋白(R=0.14,P<0.05)、血尿酸(R=0.29,P<0.01)呈正相关,与血钙(R=-0.15,P<0.05)、总胆固醇(R=-0.16,P<0.05)呈负相关。骨量正常组与骨量异常组比较,骨代谢标志物β-Crosslaps、Osteo C及T-P1NP值偏低,组间差异有统计学意义(P<0.05),相关性分析示腰椎骨密度值与β-Crosslaps(R=-0.22,P<0.01)、Osteo C(R=-0.22,P<0.01)、T-P1NP(R=-0.13,P<0.05)均呈负相关。以骨代谢标志物为自变量,腰椎骨密度为因变量进行多元线性回归分析,未调整变量时,β-Crosslaps、Osteo C及T-P1NP均与腰椎骨密度显著相关(P<0.01);调整年龄、性别、BMI、ALB、PAB、TC、LDL-C、SUA混杂变量后,β-Crosslaps与腰椎骨密度显著相关(P<0.05),Osteo C及T-P1NP与腰椎骨密度相关性消失。进一步以β-Crosslaps四分位数为自变量,腰椎骨密度为因变量进行二元Logistic回归分析,发现未调整任何变量时,以β-Crosslaps第1分位为对照组,β-Crosslaps第2、3、4分位骨密度降低风险OR值分别为0.64(95%CI 0.30-1.36,P=0.254)、1.10(95%CI 0.53-2.26,P=0.801)、2.78(95%CI 1.37-5.76,P=0.005),线性趋势P=0.002,当调整变量年龄、性别、BMI、ALB、PAB、TC、LDL-C及SUA后,以β-Crosslaps第1分位为对照组,β-Crosslaps第4分位骨密度降低风险OR值为2.35(95%CI 1.02-5.52,P=0.047)。分别以Osteo C及T-P1NP四分位数为自变量,腰椎骨密度为因变量进行二元Logistic回归分析,未调整任何变量时,以Osteo C第1分位组为对照组,Osteo C第2、3、4分位组骨密度降低风险OR值分别为1.75(95%CI 0.85-3.64,P=0.132)、1.16(95%CI0.54-2.48,P=0.709)、3.05(95%CI 1.48-6.41,P=0.003),线性趋势P=0.011,当调整年龄、性别、BMI、ALB、PAB、TC、LDL-C及SUA变量后,Osteo C与LBMD降低的相关性消失;无论调整变量与否,均未发现T-P1NP与LBMD独立相关。2.23例患者进行PBMC提取后行CB2受体m RNA检测,结果示骨量减少组及骨质疏松组与骨量正常组比较,CB2受体m RNA表达量均发生下调性改变,三组差异有统计学意义(P<0.05),相关性分析示CB2受体m RNA表达量与腰椎骨密度(R=0.675,P<0.05)呈显著正相关,多元线性回归分析示CB2受体m RNA表达量与腰椎骨密度显著相关(P<0.05),调整年龄、性别变量后,CB2受体m RNA表达量与腰椎骨密度相关的显著性未受到影响。9例患者进行PBMC提取后行CB2受体蛋白检测,骨量减少组及骨质疏松组与骨量正常组比较,CB2受体蛋白表达含量减少。3.RANKL诱导RAW264.7细胞5天后形成破骨细胞分化模型。RANKL诱导RAW264.7细胞5天后,RANKL组破骨细胞数目及TRAP活性较对照组明显增加(P<0.05)。应用AM1241预处理后,AM1241+RANKL组较RANKL组及正常组破骨细胞数目增多,TRAP活性增强(P<0.05),应用AM630预处理后,AM630+RANKL组较正常组破骨细胞数目增多,TRAP活性增强(P<0.05),较RANKL组破骨细胞数目减少,TRAP活性减弱(P<0.05)。WB实验发现AM1241+RANKL组及AM630+RANKL组Nrf2及HO-1表达含量均较RANKL组明显增加(P<0.05)。构建si Nrf2-RNA质粒慢病毒干扰载体对上述过程加以干预,WB实验证实si Nrf2各组Nrf2及HO-1表达含量均较si RNA各组有所下降,其中AM1241及AM630干预下Nrf2及HO-1表达含量下降明显(P<0.05),siNrf2各组较si RNA各组破骨细胞数目增多,TRAP活性增强,其中si Nrf2+RANKL+AM630组较si RNA+RANKL+AM630组破骨细胞数目增多,TRAP活性增强(P<0.05),AM630抑制RANKL诱导RAW264.7细胞破骨细胞分化作用消失。结论:老年人群骨质异常与女性、BMI、前白蛋白、血尿酸、骨代谢标志物β-Crosslaps水平等因素密切相关,与CB2受体表达情况亦密切相关。干预CB2受体可影响RANKL介导的RAW264.7细胞的破骨细胞分化过程,CB2受体拮抗剂AM630可抑制RANKL介导的RAW264.7细胞的破骨细胞分化及活性,其机制可与Nrf2参与的氧化还原反应机制相关。CB2受体相关的骨代谢机制或可成为治疗老年人群骨质疏松的新的靶点。
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