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第一部分 血清铁蛋白和血清铁调素与绝经后骨质疏松症的相关性目的:研究血清铁蛋白(serum ferritin,SF)及血清铁调素(serum hepcidin,SH)与绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,PMOP)的相关性。方法:以51例绝经后女性为研究对象,双能X线骨密度仪检测股骨颈骨密度(BMD),按骨密度T值将患者分为3组:骨质疏松组17例,骨量减少组18例,骨量正常组16例。测定体重指数(BMI)、血红蛋白(HB)及生化指标,采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测SF和SH,3组间进行各指标比较并分析各因素与BMD的相关性。结果:1)比较各组年龄、体重指数及生化指标,差异无统计学意义(P>0.05)。2)骨质疏松组与骨量减少组的SF比C骨量正常组高,骨质疏松组的SF又比骨量减少组高,差异均有统计学意义(P<0.05)。骨质疏松组与骨量减少组的SH比骨量正常组低,骨质疏松组的SH又比骨量减少组低,差异均有统计学意义(P<0.05)。3)pearson相关分析显示:股骨颈 BMD 与 SH 成正相关(r=0.258,P=0.012);而与 SF 成负相关(r=-0.721,P=0.000)。结论:绝经后女性的SF、SH水平与骨质疏松(osteoporosis,OP)密切相关。第二部分 铁蓄积通过激活氧化应激抑制卵巢切除小鼠的骨形成目的:通过小鼠模型研究铁蓄积对卵巢切除小鼠骨形成的影响和潜在机制。方法:72只小鼠被随机分为3组:假手术组(E+F-)、卵巢切除组(E-F-)卵巢切除同时注射枸橼酸铁铵组(E-F+),E-F-组和E-F+组先行双侧卵巢切除,然后腹腔内分别注射生理盐水和枸橼酸铁铵(FAC)(60 mg·kg-1),1周2次,共1个月。各组每周收集1次小鼠血清和股骨样本,连续收集4周,采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定血清中的铁蛋白(Fer)、骨钙素(OC)、碱性磷酸酶(ALP),超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA),Micro-CT检测股骨骨密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁数量(Tb.N)、骨小梁间隙(Tb.Sp)、骨小梁厚度(Tb.Th)等参数。荧光定量PCR(q-PCR)检测成骨相关基因表达。取新生小鼠颅盖骨培养原代成骨细胞,行ALP染色,细胞计数试剂盒(CCK-8)检测成骨细胞增殖(CV)能力,2’,7’-二氯荧光黄双乙酸盐(DCFH-DA)检测成骨细胞内活性氧(ROS)。结果:与其余两组相比,E-F+组血清中Fer更高(p<0.05)。与E-F-组相比,E-F+组血清OC和ALP水平在第4周显著下降(OC:(88.6± 8.2)比(55.3±9.2)ng/ml;ALP:(18.1±1.6)比(12.0±1.8)U/100ml,E-F-比 E-F+),而血清SOD和MDA水平在各个时间点均升高,除了第1周的SOD,BMD在第3周和第4周进一步下降,差异均有统计学意义(p<0.05)。q-PCR提示E-F+组骨组织中的Runx2、SP7和Bglap基因表达水平分别下降至E-F-组的76%、72%、74%(第3周)和46%、49%、36%(第4周)。体外实验中在E-F+组发现:ALP染色提示该组活性最低,成骨CV在第4周下降至E-F-组的45%。ROS不断升高,从第2周到第4周分别为E-F-组的1.43、1.48、1.85倍。结论:铁蓄积通过激活氧化应激抑制卵巢切除小鼠的骨形成。第三部分 铁蓄积性骨量下降小鼠微小RNA筛选及靶基因预测目的:探讨铁蓄积小鼠骨量下降与微小RNA(microRNA,miRNA)差异性表达的关系。方法:12周龄雄性ICR小鼠(n=12)随机分为两组:铁蓄积组(FAC组)及对照组(Con组),分别腹腔注射枸橼酸铁胺(FAC)及等量生理盐水,注射剂量为0.04g/kg,每周3次,干预8周后检测血清铁蛋白(Serum ferritin,SF),Micro-CT检测小鼠股骨骨量,并分析相关骨结构参数。小鼠全血分离白细胞提取RNA,进行Taqman miRNA芯片检测表达谱差异,实时定量聚合酶链反应(RT-PCR)检测验证差异miRNA。利用Targetscan及miRDB数据库预测差异miRNA的下游靶基因,并对预测的下游靶基因进行生物信息学分析,包括细胞成分、生物过程、分子功能和京都基因和基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析。结果:FAC 组干预 8 周后,SF(218.2±29.5)μg/L 相较于 Con 组(30.6±9.9)μg/L明显升高(P=0.000)。股骨三维重建示铁蓄积小鼠骨质结构破坏,骨量、骨小梁厚度(Tb.Th)及骨体积分数(BV/TV)显著下降(P=0.001,0.005,0.021),而骨小梁间隙(Tb.Sp)升高(P=0.000)。miRNA芯片结果:初步筛选出20个miRNA表达上调:mmu-miR-29b-3p、mmu-miR-324-3p、mmu-miR-133a-5p、mmu-miR-214-5p、mmu-miR-22-3p、mmu-miR-34a-5p、mmu-miR-31-5p、mmu-miR-143-5p、mmu-miR-423-3p、mmu-miR-223、mmu-miR-155、mmu-miR-106a、mmu-miR-2861、mmu-miR-148 a、mmu-miR-96、mmu-miR-449a-5p、mmu-miR-423-5p、mmu-miR-204-5p、mmu-miR-211、mmu-miR-23b 及 7 个 miRNA 表达下调:mmu-miR-18a-3p、mmu-miR-223-3p、mmu-miR-199a-5p、mmu-miR-196a-5p、mmu-miR-30c-5p、mmu-miR-15b、mmu-miR-130b。其中 mmu-miR-423-5p 表达差异最为显著,RT-PCR验证结果显示miR-423-5p的表达趋势与测序结果一致。Targetscan和miRDB预测并筛选miR-423-5p下游靶基因共91个。生物信息学分析表明miR-423-5p的靶基因在磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)、Rapl、Ras及丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路上出现聚集。结论:铁蓄积导致的骨量下降可能与miR-423-5p差异性表达相关。