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目的:观察不同剂量二甲双胍干预SD大鼠不同时间对大鼠全身骨密度、成骨细胞的骨形成功能,以及对成骨细胞凋亡和自噬活性的影响,初步探讨二甲双胍对骨代谢的作用。方法:将150只SD雌性大鼠按随机数字法分为对照组(生理盐水灌胃)、二甲双胍100mg/kg/d组、二甲双胍200mg/kg/d组、二甲双胍300mg/kg/d组、二甲双胍500mg/kg/d组。每组30只,每日灌胃一次。分别于干预前,干预4周、8周、12周后测定SD大鼠全身骨密度及体成分。免疫组化法测定SD大鼠骨组织成骨细胞骨形成指标碱性磷酸酶(ALP)、Ⅰ型胶原(CollagenⅠ)、骨钙素(Osteocalcin,OCN)的蛋白表达。免疫组化法测定凋亡相关基因Bad、Caspase-9、Caspase-3的蛋白表达。免疫组化法测定自噬相关基因LC3、P62的蛋白表达。结果:1、不同剂量二甲双胍干预不同时间对SD大鼠全身骨密度的影响:干预8周,不同剂量二甲双胍组大鼠骨密度均较对照组增加(P<0.05),不同剂量二甲双胍组骨密度均较二甲双胍干预4周组增加(P<0.05),但不同剂量组之间骨密度无差异。干预12周,不同剂量二甲双胍组大鼠骨密度均较对照组增加(P0.05);干预12周,不同剂量二甲双胍干预组大鼠体重均较对照组降低(P0.05);干预8周,不同剂量二甲双胍组脂肪含量均低于对照组(P<0.05),但不同剂量二甲双胍干预组之间组脂肪含量无差异;干预12周,不同剂量二甲双胍组脂肪含量均低于对照组(P<0.05),二甲双胍300mg/kg/d组脂肪含量分别低于100mg/kg/d组和200mg/kg/d组(P<0.01),二甲双胍300mg/kg/d组和500mg/kg/d组脂肪含量均低于8周组(P0.05);干预12周,二甲双胍200mg/kg/d组和300mg/kg/d组肌肉含量均高于对照组(P0.05)。干预8周,不同剂量二甲双胍干预组大鼠骨组织成骨细胞ALP和I型胶原的蛋白表达均较对照组增加(P<0.05),且ALP和I型胶原的蛋白表达呈剂量依赖性增加。不同剂量二甲双胍干预组大鼠骨组织成骨细胞的OCN蛋白表达与对照组无差异。干预12周,不同剂量二甲双胍干预组大鼠骨组织成骨细胞ALP、I型胶原、OCN的蛋白表达均较对照组增加(P<0.05)。不同剂量二甲双胍干预组大鼠骨组织成骨细胞ALP、I型胶原的蛋白表达差异无统计学意义(P<0.05);二甲双胍200mg/kg/d和300mg/kg/d组大鼠OCN蛋白的表达高于100mg/kg/d组(P<0.05),200mg/kg/d和300mg/kg/d组OCN蛋白表达无差异(P<0.05)。4、不同剂量二甲双胍干预不同时间对大鼠骨组织成骨细胞凋亡相关指标Bad、Caspase-9、Caspase-3的蛋白表达影响:干预4周,与对照组相比,不同剂量二甲双胍干预组大鼠骨组织成骨细胞Bad、Caspase-9、Caspase-3的蛋白表达均无差异;干预8周,不同剂量二甲双胍干预组大鼠骨组织成骨细胞Caspase-9、Caspase-3的蛋白表达均较对照组减少(P<0.05),且Caspase-9、Caspase-3的蛋白表达呈剂量依赖性降低(P<0.05)。不同剂量二甲双胍干预组大鼠骨组织成骨细胞Bad蛋白表达与对照组无差异。干预12周,不同剂量二甲双胍干预组大鼠骨组织成骨细胞Caspase-9、Caspase-3的蛋白表达均较对照组减少(P<0.05),200mg/kg/d和300mg/kg/d组大鼠骨组织成骨细胞Caspase-9、Caspase-3的蛋白表达均较100mg/kg/d和500mg/kg/d组减少(P<0.05);与对照组相比,二甲双胍100mg/kg/d、200mg/kg/d和300mg/kg/d组大鼠骨组织成骨细胞Bad蛋白表达随二甲双胍剂量增加而逐渐降低(P<0.05),500mg/kg/d二甲双胍干预组大鼠骨组织成骨细胞Bad蛋白表达较对照组增加(P0.05)。干预8周,不同剂量二甲双胍组大鼠骨组织成骨细胞LC3蛋白均较对照组增加(P<0.05),二甲双胍100mg/kg/d、200mg/kg/d和300mg/kg/d组大鼠骨组织成骨细胞LC3蛋白表达随二甲双胍剂量增加而逐渐增加,二甲双胍500mg/kg/d与300mg/kg/d组大鼠骨组织成骨细胞LC3蛋白表达无差异;不同剂量二甲双胍组大鼠骨组织成骨细胞P62蛋白均较对照组减少(P<0.05),二甲双胍100mg/kg/d、200mg/kg/d和300mg/kg/d组大鼠骨组织成骨细胞P62蛋白表达随二甲双胍剂量增加而逐渐降低,二甲双胍500mg/kg/d与100mg/kg/d组大鼠骨组织成骨细胞P62蛋白表达无差异,较200mg/kg/d、300mg/kg/d组减少。干预12周,二甲双胍100mg/kg/d、200mg/kg/d和300mg/kg/d组大鼠骨组织成骨细胞LC3蛋白均较对照组增加(P<0.05),二甲双胍500mg/kg/d组大鼠骨组织成骨细胞LC3蛋白较对照组减少(P<0.05);二甲双胍100mg/kg/d和200mg/kg/d组大鼠骨组织成骨细胞P62蛋白表达较对照组减少(P<0.05),二甲双胍300mg/kg/d组大鼠骨组织成骨细胞P62蛋白表达与对照组无差异,二甲双胍500mg/kg/d组大鼠骨组织成骨细胞P62蛋白表达较对照组增加(P<0.05)。结论:二甲双胍能增加SD大鼠的骨密度和肌肉含量,减少脂肪含量和减轻体重,作用与干预剂量和时间相关。二甲双胍可能通过诱导成骨细胞自噬,抑制成骨细胞凋亡,促进骨形成,来增加SD大鼠的骨密度。