本文關(guān)鍵詞：成骨細(xì)胞中持續(xù)激活β-catenin對小鼠骨量和骨生長的調(diào)控作用及機(jī)制研究

  更多相關(guān)文章： Wnt/β-catenin通路 骨量 骨生長

【摘要】：研究背景和目的： 骨質(zhì)疏松是以骨量減少、骨的顯微結(jié)構(gòu)受損、骨脆性增加，從而導(dǎo)致骨折危險(xiǎn)性升高為特征的疾病，其發(fā)病率隨年齡增加而升高，嚴(yán)重威脅人類健康，其防治對提高人民生活質(zhì)量和減輕社會及家庭經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)意義重大。目前，治療骨質(zhì)疏松的常用藥物有雙磷酸鹽、降鈣素、甲狀旁腺素等。各種藥物均顯示了一定的療效，但容易引起臟器功能障礙和繼發(fā)性骨形成減少等副作用[1]。 Wnt/β-catenin信號通路被證實(shí)在調(diào)控骨量中具有重要作用，，新近發(fā)現(xiàn)，針對這個(gè)通路研制出的藥物比其他藥物具有增加骨量更明顯的優(yōu)點(diǎn)，顯示了良好的臨床應(yīng)用前景。但其安全性能尚未得到充分證實(shí)，其作用機(jī)制尚存在很多爭議[2]。骨形成和骨吸收二者之間的平衡決定骨的總量：成骨細(xì)胞分泌骨基質(zhì)，增加骨量；而破骨細(xì)胞進(jìn)行骨吸收，兩者協(xié)同作用調(diào)控骨量。目前大量的研究證實(shí)Wnt/-catenin信號通路在調(diào)控骨量中具有重要作用：條件敲除β-catenin或Wnt輔受體Lrp6/Lrp5后，小鼠骨量明顯下降；相反，在成骨細(xì)胞中持續(xù)激活β-Catentin可顯著增加骨量。但激活Wnt/β-Catentin信號通路活增加骨量的機(jī)制尚不明了，對成骨和破骨的作用效應(yīng)尚存很大的爭議：Holmen和Kramer等人認(rèn)為β-catentin主要通過調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞數(shù)量和功能調(diào)控骨量，而對成骨形成沒有影響[3,4]；Cawthorn和Riddle等人認(rèn)為Wnt/β-Catentin主要通過促進(jìn)骨形成增加骨量，對骨吸收沒有明顯影響[5,6]；而Chen等人證實(shí)β-Catentin同時(shí)通過調(diào)節(jié)骨形成和骨吸收來控制骨量[7]。 本研究中，我們以Catnb+/lox(exon3)小鼠和3.2kb pro-collagen I Cre-ERTM小鼠雜交，通過在出生后不同時(shí)期注射他莫昔芬（Tamoxifen，TM）在成骨細(xì)胞中持續(xù)激活β-catenin，觀察不同時(shí)期激活β-catenin后對小鼠骨量和骨生長的影響，并初步探討其機(jī)制。 實(shí)驗(yàn)方法： 第一部分：成骨細(xì)胞中持續(xù)激活β-catenin對小鼠骨量的調(diào)控作用及機(jī)制 將Catnb+/lox(exon3)小鼠和3.2kb pro-collagen I Cre-ERTM小鼠雜交，基因型鑒定篩選CA-β-catenin小鼠作為實(shí)驗(yàn)鼠，而同窩野生組小鼠作為對照小鼠。在出生后第3日，2、4、5、7月等時(shí)相點(diǎn)注射TM，持續(xù)1月，以持續(xù)激活β-catenin。 1．觀察小鼠外形，測量小鼠身長等大體指標(biāo)； 2．X線片和Micro-CT檢測小鼠出生后不同時(shí)期腰椎、脛骨骨密度、骨量和骨組織結(jié)構(gòu)的變化； 3．HE染色和Safranin O染色觀察小鼠脊椎和長骨顯微形態(tài)學(xué)變化； 4．TRAP染色破骨細(xì)胞數(shù)量； 5．免疫組織化學(xué)染色觀察成骨細(xì)胞分化、破骨細(xì)胞、骨形成、骨吸收等相關(guān)標(biāo)記物的表達(dá)變化情況,包括骨唾液酸蛋白(Bone sialoprotein, BSP)，Runx2轉(zhuǎn)錄因子（runt-related transcription factor2，Runx2），組織非特異性堿性磷酸酶（nonspecificalkaline phosphatase，TNAP）； 6．定量PCR檢測成骨細(xì)胞分化、破骨細(xì)胞、骨形成、骨吸收等相關(guān)標(biāo)記物的表達(dá)變化情況，包括TNAP，Runx2，BSP，抗酒石酸酸性磷酸酶（Tartrate ResistantAcidPhosphatase，TRAP），核因子κB受體活化因子配體（Receptor Activator for NuclearFactor-κ B Ligand，RANKL）：骨保護(hù)蛋白（osteoprotegerin，OPG）比值； 7．ELISA檢測骨形成和骨吸收相關(guān)標(biāo)記物，包括Ⅰ型膠原蛋白氨基端前膠原肽（N-terminal peptide of type Ⅰ procollagen， PINP），骨鈣素（osteocalcin，OC），Ⅰ型膠原交聯(lián)c端肽（C-terminal telopeptide of type I collagen，CTX-I）和抗酒石酸酸性磷酸酶5b（tartrate resistant acid phosphatase5b，TRAcP5b）。 第二部分：成骨細(xì)胞中持續(xù)激活β-catenin對小鼠骨生長的影響及可能機(jī)制 1．小鼠模型同上; 2．X線片檢測小鼠出生后不同時(shí)期小鼠身長的變化; 3. HE染色和Safranin O染色觀察小鼠脊椎和長骨生長板變化情況; 4．收集小鼠血清，測量血磷、血鈣等的水平; 5．免疫組織化學(xué)檢測骨生長相關(guān)因子FGF23（Fibroblast growth factor23，F(xiàn)GF23）等的變化情況; 6．TUNEL法檢測椎體生長板軟骨細(xì)胞凋亡。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 1．從早期（3天）和晚期（2、4、5、7月）持續(xù)激活β-catenin均可增加松質(zhì)骨骨量。Micro-CT顯示，早期激活時(shí)，小鼠脊椎松質(zhì)骨骨量增加可達(dá)300%，但增加的骨量靠近生長板一側(cè)；而從2、4、5、7月開始激活，小鼠松質(zhì)骨骨量增加也可達(dá)到180—200%，增加的骨量分布整個(gè)椎體; 2．從早期（3天）和晚期（2、4、5、7月）持續(xù)激活β-catenin后成骨細(xì)胞分化標(biāo)記物RUNX2、BSP表達(dá)上調(diào)，骨形成標(biāo)記物TNAP表達(dá)增加；同時(shí)，破骨細(xì)胞標(biāo)記物RANKL、TRAP表達(dá)下調(diào)。ELISA提示血清PINP、OC濃度升高，CTX-I、TRAcP5b濃度降低。這些共同提示骨形成增加，骨吸收減少; 3．早期開始激活β-catenin雖然可以增加骨量，但小鼠發(fā)育受到影響，表現(xiàn)為體型變小、長骨和椎體變短。HE染色和Safranin O染色顯示小鼠生長板變長，尤其是肥大層細(xì)胞明顯增多，凋亡減少。而晚期激活β-catenin后骨生長未受明顯影響; 4．早期持續(xù)激活β-catenin，小鼠血磷水平降低，血鈣水平無明顯變化，F(xiàn)GF23表達(dá)上調(diào)，這可能是小鼠骨生長受阻的原因。晚期血磷水平降低，血鈣水平和FGF23表達(dá)未見差異。 結(jié)論： 從早期（3天）和晚期（2、4、5、7月）持續(xù)激活β-catenin均可增加松質(zhì)骨骨量。骨形成增加和骨吸收減少共同作用引起骨量增加。但在早期激活后會導(dǎo)致骨生長受阻，其可能機(jī)制是低血磷和FGF23的表達(dá)上調(diào)阻礙了生長板發(fā)育。
【關(guān)鍵詞】：Wnt/β-catenin通路 骨量 骨生長
【學(xué)位授予單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R336
【目錄】：

• 縮略語表4-6
• Abstract6-10
• 中文摘要10-13
• 前言13-15
• 第一章 成骨細(xì)胞中持續(xù)激活β-catenin 對小鼠骨量的調(diào)控作用及機(jī)制15-37
• 1.1 引言15
• 1.2 材料與方法15-22
• 1.3 結(jié)果22-34
• 1.4 討論34-37
• 第二章 成骨細(xì)胞中持續(xù)激活β-catenin 對小鼠骨生長的影響及可能機(jī)制37-46
• 2.1 引言37
• 2.2 材料與方法37-39
• 2.3 結(jié)果39-44
• 2.4 討論44-46
• 全文結(jié)論46-47
• 參考文獻(xiàn)47-50
• 文獻(xiàn)綜述 Wnt/β-catenin 信號通路對骨量的影響50-66
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文66-67
• 致謝67

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳文書;吳人亮;王曦;;β-catenin/Tcf Signaling in Squamous Differentiation of Porcine Airway Epithelial Cells[J];Journal of Huazhong University of Science and Technology(Medical Sciences);2008年02期

2 王奇峰;范欽和;彭韜;宋國新;;孤立性纖維性腫瘤中β-catenin的表達(dá)及其臨床意義[J];臨床與實(shí)驗(yàn)病理學(xué)雜志;2008年03期

3 ;Effects of basic fibroblast growth factor on beta-catenin protein and mRNA expression during the proliferation of endogenous neural stem cells following focal cerebral ischemia[J];Neural Regeneration Research;2009年02期

4 Hong-Wen Wu;Cheng-Yong Qin;Ji-Lai Huang;Xian-Yi Kong;Wen-Ji Wang;Wen-Kun Bai;;Correlations of β-catenin,Ki67 and Her-2/neu with gastric cancer[J];Asian Pacific Journal of Tropical Medicine;2014年04期

5 DAVID KIMELMAN;β-Catenin and Theβ-Catenin Destruction Complex From Basic Science to Drug Design[J];生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展;2005年10期

6 李津;鐘清玲;劉德伍;章志偉;彭燕;;β-catenin信號分子的生物學(xué)功能及其在創(chuàng)傷修復(fù)中的研究進(jìn)展[J];南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版);2014年07期

7 ;Expression of T cell factor-4 in non-small-cell lung cancer[J];Chinese Medical Journal;2005年02期

8 Kevin A.Maupin;Casey J.Droscha;Bart O.Williams;;A Comprehensive Overview of Skeletal Phenotypes Associated with Alterations in Wnt/β-catenin Signaling in Humans and Mice[J];Bone Research;2013年01期

9 劉凱;β-catenin與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展[J];重慶醫(yī)學(xué);2003年10期

10 孫為;王遠(yuǎn)勤;晏奇;盧銳;施斌;;Effects of Er-Zhi-Wan on Microarchitecture and Regulation of Wnt/β-catenin Signaling Pathway in Alveolar Bone of Ovariectomized Rats[J];Journal of Huazhong University of Science and Technology(Medical Sciences);2014年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;Regulatory roles of β-catenin on the proliferation of hair follicle stem cells[A];“細(xì)胞活動 生命活力”——中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會全體會員代表大會暨第十二次學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2011年

2 ;WntSa inhibits the growth of hair follicles by antagonizing canonical Wnt/p-catenin signaling in mice in vivo[A];中華醫(yī)學(xué)會第十八次全國皮膚性病學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2012年

3 ;The Cytoplasmic Domain of MUC1 Induces Hyperplasia in the Mammary Gland and Correlates with Nuclear Accumulation of β-catenin[A];“細(xì)胞活動 生命活力”——中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會全體會員代表大會暨第十二次學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2011年

4 Jing Du;Yan Zu;Jing Li;Xiao-fei Chen;Guang-yao Zhang;Chun Yang;;Wnt/p-catenin feedback loop plays an important role in mechano-sensation of ECM elasticity[A];第十屆全國生物力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨第十二屆全國生物流變學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要匯編[C];2012年

5 Chan Xie;Dong-ying Xie;Geng-lin Zhang;Pei-pei Wang;Liang Peng;Zhi-liang Gao;;FOXG1 promote HCC stem cell self-renewal through promoting b-catenin nuclear accumulating by forming TCF4/b-cateinin/FOXG1 complex[A];中華醫(yī)學(xué)會第十六次全國病毒性肝炎及肝病學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2013年

6 武海麗;李宗偉;楊鵬;李卓玉;;Knockdown of PKM2 induces the compensation of glutaminolysis through β-catenin-Myc pathway intumor cells[A];中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)會第十一次會員代表大會暨2014年全國學(xué)術(shù)會議論文集——大會報(bào)告及博士生論壇[C];2014年

7 武海麗;李宗偉;楊鵬;李卓玉;;Knockdown of PKM2 induces the compensation of glutaminolysis through β-catenin-Myc pathway in tumor cells[A];中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)會第十一次會員代表大會暨2014年全國學(xué)術(shù)會議論文集——專題報(bào)告二[C];2014年

8 岳曉;張志勇;楊e

本文編號：1041007