本文關(guān)鍵詞：DEC1對(duì)成骨代謝的作用及機(jī)制研究

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【摘要】：骨質(zhì)疏松癥(Osteoporosis, OP)是一種以骨量減少和骨微觀結(jié)構(gòu)退化為特征,導(dǎo)致骨的脆性增加,以致于易發(fā)生骨折的一種全身性代謝性骨病。研究發(fā)現(xiàn),我國(guó)骨質(zhì)疏松癥患病率在6.6%-19.3%。中國(guó)已進(jìn)入人口老齡化社會(huì),隨著骨質(zhì)疏松患者增加、癥狀又有加重的趨勢(shì),預(yù)計(jì)在未來(lái)骨折數(shù)量將日益增加,這對(duì)醫(yī)學(xué)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)各方面將帶來(lái)嚴(yán)重后果。因此對(duì)骨質(zhì)疏松癥的防治已成為世界性的重要衛(wèi)生問(wèn)題。研究該疾病的發(fā)病原因、發(fā)病機(jī)制,研制新型的預(yù)防和治療藥物,選擇和建立適宜的動(dòng)物和細(xì)胞模型對(duì)開(kāi)展骨質(zhì)疏松病因研究有重要作用。1997年自人類軟骨細(xì)胞中分離得到的DEC1 (differentiated embryo-chondrocyte expressed gene 1),屬于生長(zhǎng)發(fā)育基因。DEC1蛋白廣泛表達(dá)于多數(shù)正常組織,包括軟骨、肺、心臟、肝、脾、腎、腸。DEC1參與許多生理過(guò)程,如軟骨形成、神經(jīng)發(fā)生、免疫應(yīng)答、生物節(jié)律、脂質(zhì)形成、腫瘤的發(fā)生等。但是,DEC1在骨質(zhì)疏松疾病發(fā)展過(guò)程中扮演的角色如何,DEC1能否影響成骨細(xì)胞功能活性的改變,目前尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究工作從整體和離體水平研究了DEC1對(duì)骨代謝的影響,并探討了DEC1可能的作用機(jī)制。本文的第一部分工作首先構(gòu)建了雙側(cè)卵巢切除和長(zhǎng)期應(yīng)用糖皮質(zhì)激素兩種不同誘因引發(fā)的骨質(zhì)疏松模型小鼠。我們發(fā)現(xiàn)與正常小鼠相比,DEC1基因在兩種骨質(zhì)疏松造模小鼠骨髓腔中表達(dá)均有明顯下降。當(dāng)我們進(jìn)一步構(gòu)建DEC1基因敲除小鼠,對(duì)其四肢骨取樣檢測(cè),發(fā)現(xiàn)與同齡野生小鼠相比,骨量存在明顯下降�；谝陨辖Y(jié)果提示的DEC1基因與骨骼發(fā)育存在的密切關(guān)系,我們開(kāi)展了第二部分工作。我們建立了糖皮質(zhì)激素(Glucocorticoids, GCs)誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松細(xì)胞模型,并以淫羊藿苷(Icariin, ICA)作為陽(yáng)性對(duì)照藥物干預(yù),在此過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)了DEC1蛋白的高表達(dá)與成骨細(xì)胞分化活性增強(qiáng)存在著緊密聯(lián)系。另外,對(duì)SaoS-2細(xì)胞進(jìn)行DEC1基因的過(guò)表達(dá)與敲除實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)DEC1基因的成骨促進(jìn)作用。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),DEC1通過(guò)PI3K/Akt/GSK3β/β-catenin通路實(shí)現(xiàn)對(duì)成骨細(xì)胞活性的調(diào)節(jié)。第一部分在體研究：DEC1在兩種不同小鼠骨質(zhì)琉松模型中的作用1,2及DEC1敲除鼠骨表型目的：隨著骨質(zhì)疏松患者增加、癥狀又有加重的趨勢(shì),對(duì)骨質(zhì)疏松的防治已成為一個(gè)世界性的重要衛(wèi)生問(wèn)題之一。有研究顯示DEC1與軟骨細(xì)胞發(fā)育分化過(guò)程關(guān)系密切,本部分探討DEC1在兩種骨質(zhì)疏松小鼠模型中的表達(dá)模式,以期拓寬DEC1在骨代謝研究領(lǐng)域的研究,揭示骨質(zhì)疏松疾病發(fā)生、發(fā)展的新途徑,為臨床上對(duì)骨質(zhì)疏松的治療提供新思路。方法：(1)構(gòu)建兩種不同的骨質(zhì)疏松小鼠模型：a.8周齡雌性小鼠雙側(cè)卵巢切除模擬女性絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥(Postmenopausal osteoporosis,PMOP);b.8周齡雄性小鼠皮下植入5mg,60d潑尼松龍(Prednisolone, PDL)緩釋片模擬糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松癥(Glucocorticoids induced osteoporosis, GCOP).不同模型(PMOP、GCOP)小鼠分別對(duì)應(yīng)給予小劑量雌二醇(Estradiol, E2)替代治療,和淫羊藿苷藥物干預(yù)治療。造模和干預(yù)結(jié)束后處死小鼠,提取小鼠四肢骨進(jìn)行組織形態(tài)學(xué),免疫學(xué)和顯微CT檢測(cè)。(2)制備DEC1基因敲除小鼠,檢測(cè)四肢骨骨量變化。結(jié)果：(1)與假手術(shù)組相比,不同方法制備的骨質(zhì)疏松模型小鼠骨髓腔中均存在DEC1蛋白表達(dá)量的減少(p0.05)。(2)治療組與骨質(zhì)疏松組相比較,DEC1蛋白表達(dá)量有所回升(p0.05)。(3) DEC1基因敲除小鼠與野生型小鼠相比,存在明顯的骨質(zhì)疏松樣表型(p0.05)。結(jié)論：小鼠骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生與DEC1表達(dá)量的減少有關(guān)。第二部分離體研究：DEC1激活PI3K/Akt/GSK3β/β-catenin通路增加成骨細(xì)胞分化活性目的：本文第一部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,在整體動(dòng)物模型上DEC1減少與骨量下降有直接關(guān)聯(lián)。第二部分內(nèi)容在細(xì)胞水平驗(yàn)證糖皮質(zhì)激素對(duì)成骨活性的影響,并研究DEC1在此過(guò)程中扮演的角色,以期在分子水平闡明DEC1對(duì)成骨分化的作用機(jī)制。方法：(1)給予類SaoS-2類成骨細(xì)胞株大劑量地塞米松(Dexamethasone,DEX)藥物干預(yù),模擬成骨抑制的細(xì)胞模型。檢測(cè)該細(xì)胞模型下各種成骨表型標(biāo)記物的變化以及DEC1蛋白水平的表達(dá)改變；對(duì)上述細(xì)胞模型給予淫羊藿苷藥物治療,檢測(cè)相關(guān)指標(biāo)的變化。(2)檢測(cè)地塞米松干預(yù)下,SaoS-2細(xì)胞中的成骨關(guān)鍵信號(hào)β-catenin及其上游信號(hào)變化。(3)構(gòu)建高表達(dá)DEC1的SaoS-2細(xì)胞模型,檢測(cè)成骨表型及其相關(guān)成骨信號(hào)通路變化。(4)構(gòu)建低表達(dá)DEC1的SaoS-2細(xì)胞模型,檢測(cè)成骨表型及其相關(guān)成骨信號(hào)通路變化。結(jié)果：(1)地塞米松干擾SaoS-2細(xì)胞的分化過(guò)程,表現(xiàn)為堿性磷酸酶(Alkaline phosphatase, ALP)活性降低,染色減少、體外礦化結(jié)節(jié)形成減少、關(guān)鍵成骨蛋白R(shí)unt-related transcription factor 2 (Runx2)表達(dá)減少(p0.05)；同時(shí)DEC1蛋白表達(dá)降低,且糖皮質(zhì)激素的用量呈線性相關(guān)。(2)淫羊藿苷治療糾正了地塞米松組誘導(dǎo)的SaoS-2細(xì)胞的成骨活性的下降；并且回升DEC1的蛋白表達(dá)含量(p0.05)。(3)地塞米松抑制β-catenin的蛋白表達(dá)以及核轉(zhuǎn)位；DEC1在細(xì)胞核中的表達(dá)與β-catenin的表達(dá)模式存在正相關(guān)性(p0.05)。(4) DEC1過(guò)表達(dá)促進(jìn)SaoS-2細(xì)胞的成骨分化過(guò)程；DEC1過(guò)表達(dá)同時(shí)促進(jìn)β-catenin及其上游PIK3CA,Akt,GSK3β信號(hào)的激活(p0.05)。(5) DEC1敲除抑制SaoS-2細(xì)胞成骨表型的表達(dá),并同抑制β-catenin及其上游信號(hào)的激活(p0.05)。結(jié)論：DEC1基因是參與成骨調(diào)節(jié)的重要因子,其作用可能通過(guò)激活PI3K/Akt/GSK3β/β-catenin信號(hào)通路而實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：骨質(zhì)疏松 DEC1 雌激素 糖皮質(zhì)激素 DEC1 成骨活性 β-catenin PIK3CA GSK3β
【學(xué)位授予單位】：南京醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R580
【目錄】：

• 中英文縮寫對(duì)照表5-7
• 中文摘要7-11
• 英文摘要11-15
• 前言15-19
• 第一部分 在體研究：DEC1在兩種不同小鼠骨質(zhì)疏松模型中的作用以及DEC1敲除鼠骨表型19-32
• 材料和方法20-24
• 結(jié)果24-29
• 討論29-32
• 第二部分 離體研究：DEC1激活PI3K/Akt/GSK3β/β-catenin通路增加成骨細(xì)胞分化活性32-59
• 材料和方法33-44
• 結(jié)果44-56
• 討論56-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-68
• 綜述68-81
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 碩士在讀期間發(fā)表的文章81-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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本文編號(hào)：944076