【摘要】：研究目的通過建立尾懸吊(tail suspension,TS)、脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)等兩種雄性小鼠骨質(zhì)疏松模型,觀察GPER及其配體以及陽性對照雌激素對小鼠骨質(zhì)疏松的影響,并探討其可能存在的分子作用機制,為促進GPER在臨床骨代謝相關疾病的運用奠定基礎。作為一種研究廢用性骨質(zhì)疏松模型的方法,尾懸吊法能夠有效地誘導小鼠出現(xiàn)穩(wěn)定、顯著的骨質(zhì)流失表現(xiàn)。首先我們利用自制的小鼠尾懸吊裝置,建立了一種雄性C57小鼠骨質(zhì)疏松模型,來觀察尾懸吊對雄性小鼠骨代謝的影響。接著為了明確雌激素在尾懸吊導致小鼠骨質(zhì)疏松模型中的作用,我們使用獸用雌二醇及雌激素受體抑制劑對骨質(zhì)疏松小鼠進行干預,觀察雌激素在骨質(zhì)疏松過程中的作用。隨后,我們對GPER及其配體在雄性小鼠骨質(zhì)疏松的影響進行較為系統(tǒng)性地研究,并與雌激素的作用相比較,探討GPER在抗雄性小鼠骨質(zhì)疏松過程中可能存在的作用機制。最后,我們觀察了GPER及其配體在SCI導致的小鼠骨質(zhì)疏松過程中的作用,探討其用于治療廢用性骨質(zhì)疏松的可能性。本課題通過對GPER及其配體作用和機制的研究,有利于未來開展男性骨質(zhì)疏松癥的臨床治療和預防,為開發(fā)新型抗骨質(zhì)疏松藥物提供新思路。研究方法1.建立一種簡便易行的雄性小鼠尾懸吊骨質(zhì)疏松模型建立適當?shù)墓琴|(zhì)疏松動物模型,可以避免實驗研究對人體造成的傷害,還能在較短的時間模擬疾病病理狀態(tài)。尾懸吊法是研究癱瘓、骨折等患者及航天員失重狀態(tài)下出現(xiàn)骨質(zhì)疏松的重要方法。研究發(fā)現(xiàn),C57背景的小鼠懸吊后骨質(zhì)流失個體差異性最小,對懸吊最敏感,是一種良好的適合用于建立骨質(zhì)疏松模型的動物品種。本課題在前人的基礎上,設計了一種小鼠尾懸吊裝置,試圖建立穩(wěn)定、有效的骨質(zhì)疏松模型。2.雌激素與雄性小鼠骨質(zhì)疏松相關性的研究作為一種公認的抗骨質(zhì)疏松藥物,雌激素在絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松以及卵巢切除引起的骨質(zhì)疏松中發(fā)揮了關鍵作用。而男性骨質(zhì)疏松具有其性別特點,不同于女性,雌激素在此方面的研究還非常有限。本課題在前期建立的尾懸吊骨質(zhì)疏松模型基礎上,通過運用雌激素以及經(jīng)典雌激素受體相關抑制劑ICI182,780,探討雌激素對雄性小鼠骨質(zhì)疏松的影響及其可能存在的作用機制。3.GPER在尾懸吊小鼠骨質(zhì)疏松模型中的作用研究前期我們證實E2能夠有效抑制雄性小鼠骨質(zhì)疏松過程,但是考慮到雌激素在雄性體內(nèi)存在的副作用,選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑在臨床的運用為此提供了一個新的思路。研究發(fā)現(xiàn),GPER能夠不依賴于經(jīng)典的雌激素受體而發(fā)揮類雌激素效應。這為探討GPER在尾懸吊導致的雄性小鼠骨質(zhì)疏松的運用奠定了基礎,通過設立E2的陽性對照,對GPER對尾懸吊致雄性小鼠骨質(zhì)疏松的影響以及作用機制進行探討。4.脊髓損傷模型的建立以及與骨質(zhì)疏松相關性研究動物實驗發(fā)現(xiàn),GPER在尾懸吊致雄性小鼠骨質(zhì)疏松模型中并無顯著的抗骨質(zhì)疏松效應,臨床更為常見的是脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)導致的廢用性骨質(zhì)疏松。因此,在前人建立的鉗夾傷SCI模型基礎上,我們運用GPER及其配體,與陽性對照藥E2進行比較,探討GPER在脊髓損傷導致骨質(zhì)疏松中的作用及其機制,并對SCI和尾懸吊致骨質(zhì)疏松這兩種模型進行分析比較。研究結(jié)果1.本文自制了一種小鼠尾懸吊裝置,建立了雄性小鼠骨質(zhì)疏松模型,通過觀察和記錄小鼠尾懸吊后股骨骨質(zhì)疏松情況,發(fā)現(xiàn)雄性C57小鼠尾懸吊14d能夠出現(xiàn)顯著的骨質(zhì)流失表現(xiàn),解除尾懸吊后骨質(zhì)流失表現(xiàn)并未完全恢復。兩尾懸吊組在骨結(jié)構(gòu)參數(shù)以及生物力學指標方面較各自對照組均顯著下降,形態(tài)學方面,成骨細胞數(shù)較對照組低47.76%和41.44%,破骨細胞數(shù)較對照組高30.06%和16.93%,生長板厚度以及軟骨細胞數(shù)等未見顯著異常。該模型具有造模時間短,效果明顯、作用穩(wěn)定等特點。2.尾懸吊導致的雄性小鼠骨質(zhì)疏松模型中,雌激素干預能抑制骨質(zhì)流失,雌激素組多數(shù)骨相關參數(shù)與對照組相比,差異無統(tǒng)計學意義。而使用雌激素受體拮抗劑ICI182,780之后,雌激素的骨保護效應消失,與模型組相比差異無統(tǒng)計學意義。尾懸吊兩周導致股骨遠端離子型谷氨酸受體NMDA亞型NR2A表達降低以及與骨形成相關的Runx2蛋白水平升高,雌激素干預能夠升高骨組織中NR2A以及Runx2表達水平。因此,雌激素可能通過參與激活骨組織中NRDA受體2A的表達升高,在維持小鼠長骨骨量以及抑制骨質(zhì)流失方面具有良好的效果。3.GPER的配體G1、G15對改善骨質(zhì)流失并無顯著的作用,與模型組相比,差異無統(tǒng)計學意義,E2能夠有效保存骨質(zhì)和骨容量,對于改善尾懸吊后骨質(zhì)流失情況具有良好的作用,其骨相關參數(shù)與對照組相比,并無顯著統(tǒng)計學差異。GPER的拮抗劑G15能夠促進長骨生長板處軟骨細胞增殖,進而影響股骨的長度,但是G1無此效應,GPER激活在尾懸吊致小鼠骨質(zhì)疏松過程中未發(fā)揮功能性作用。4.使用鉗夾法建立一種中度損傷的小鼠SCI模型,G1能夠抑制神經(jīng)元細胞凋亡,保護神經(jīng)纖維,減輕局部組織的水腫,從而發(fā)揮類雌激素效應達到神經(jīng)保護作用,其效應與陽性對照藥物E2相比,差異無統(tǒng)計學意義,進而使用GPER抑制劑G15對G1及E2組進行干預,發(fā)現(xiàn)G1作用發(fā)揮過程并不依賴于經(jīng)典的雌激素及其受體。但是GPER及E2對SCI導致的骨質(zhì)疏松并無顯著治療效果,大多數(shù)小鼠骨質(zhì)參數(shù)及生物力學指標并無出現(xiàn)顯著變化。與尾懸吊法相比,SCI能夠引起小鼠后肢癱瘓致繼發(fā)性骨質(zhì)疏松,但是此過程操作復雜,難以量化,且受到諸多影響因素的影響,不利于建立一種快速量化和標準化的骨質(zhì)疏松模型。研究結(jié)論本課題通過研究,發(fā)現(xiàn)小鼠尾懸吊模型是一種更加簡便、快捷和能夠量化的廢用性骨質(zhì)疏松模型方式,因此更加適用于對小鼠骨質(zhì)疏松的觀察和研究。在雄性小鼠骨質(zhì)疏松模型中,E2能夠發(fā)揮較好的抗骨質(zhì)疏松效應,且這一過程可能是通過調(diào)節(jié)NR2A的表達來實現(xiàn)的。但是在尾懸吊導致雄鼠骨質(zhì)疏松過程中,與E2同等劑量的G1,并沒有表現(xiàn)出顯著的抗骨質(zhì)疏松效應,而應用G15能夠有效地促進生長板部位軟骨細胞的增殖,從而促進小鼠股骨的生長。通過建立雄性C57小鼠脊髓損傷模型,發(fā)現(xiàn)與同等劑量的雌激素相比,GPER激活后能夠發(fā)揮類雌激素樣效應,促進SCI后小鼠運動功能恢復。上述結(jié)果表明,與經(jīng)典的雌激素類似,GPER激活在雄性骨質(zhì)疏松小鼠中具有良好的神經(jīng)保護效應,但是在兩種不同類型的小鼠骨質(zhì)疏松模型中,與雌激素同等劑量的G1均未表現(xiàn)出顯著的抑制骨質(zhì)流失效應,但是運用GPER抑制劑G15能夠促進長骨生長和軟骨細胞增殖。本課題通過對GPER在雄性小鼠骨質(zhì)疏松模型中作用的研究,為GPER在代謝性骨病的運用提供了新的思路。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：第二軍醫(yī)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R580

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本文編號：2377284