【摘要】： 為了研究鈣敏感性受體(CaSR)和活性維生素D[1,25(OH)_2D_3]在鈣磷平衡和骨骼代謝中的相互作用及機制,我們建立了CaSR和25羥維生素D-1-α羥化酶[1α(OH)ase]雙基因敲除[CaSR~(-/-)1α(OH)ase~(-/-)]小鼠模型,比較分析了2周齡CaSR~(-/-)1α(OH)ase~(-/-)小鼠與相應單基因敲除及野生型(WT)同窩小鼠的表型差異。 與先前的研究結(jié)果一致,約85%的CaSR~(-/-)小鼠在出生后兩周內(nèi)死亡,幸存至兩周者體格小,體重輕,血鈣明顯升高,血磷降低,血甲狀旁腺素(PTH)水平明顯升高,甲狀旁腺肥大。兩周齡1α(OH)ase~(-/-)小鼠表現(xiàn)為輕度低鈣低磷血癥,血PTH升高50%,甲狀旁腺中度肥大,但能存活到成年。CaSR~(-/-)1α(OH)ase~(-/-)小鼠生存期較CaSR~(-/-)小鼠延長,2周和4周齡CaSR~(-/-)1α((OH)ase~(-/-)小鼠生存率分別為91%和42%。2周齡CaSR~(-/-)1α(OH)ase~(-/-)小鼠體重較CaSR~(-/-)小鼠明顯增加,血鈣正常,血磷較CaSR~(-/-)和1α(OH)ase~(-/-)小鼠低,血PTH水平較CaSR~(-/-)小鼠更高。這些結(jié)果說明,1α(OH)ase基因敲除能通過糾正CaSR~(-/-)小鼠的高鈣血癥而延長其存活期,但由于更嚴重的高PTH血癥致使CaSR~(-/-)1α(OH)ase~(-/-)小鼠不能存活至成年。 為了明確CaSR和1,25(OH)_2D_3在骨骼生長發(fā)育過程中的相互作用,我們通過影像學和組織學比較分析了2周齡不同基因型小鼠骨骼的表型差異。CaSR~(-/-)小鼠表現(xiàn)為嚴重的骨骼生長障礙,包括長骨短小,鈣化的次級骨化中心缺如,骨密度降低,但干骺端小梁骨密度增加。1α(OH)ase~(-/-)小鼠長骨略短,鈣化的骺端較小,骨密度輕度降低。CaSR~(-/-)1α(OH)ase~(-/-)小鼠長骨長度、皮質(zhì)骨和小梁骨密度均較CaSR~(-/-)小鼠明顯增加。這些結(jié)果說明1α(OH)ase基因敲除能夠部分改變CaSR缺失引起的嚴重的骨骼生長發(fā)育。 為了明確CaSR和1,25(OH)_2D_3在軟骨內(nèi)成骨中的相互作用,我們通過組織學和免疫組織化學的方法分析比較了2周齡不同基因型小鼠生長板的表型差異。CaSR~(-/-)小鼠表現(xiàn)為次級骨化中心形成延遲,增殖細胞核抗原(PCNA)陽性軟骨細胞減少,軟骨細胞肥大帶明顯增寬。1α(OH)ase~(-/-)小鼠生長板和肥大帶寬度較WT小鼠稍有增寬。在2周齡CaSR~(-/-)1α(OH)ase~(-/-)小鼠,次級骨化中心已開始形成,肥大軟骨細胞中已開始出現(xiàn)血管和成骨細胞。生長板和肥大帶寬度較CaSR~(-/-)小鼠明顯變窄,而PCNA陽性軟骨細胞則較CaSR~(-/-)小鼠明顯增加。鑒于甲狀旁腺素相關(guān)蛋白(PTHrP)在軟骨細胞增殖和分化中起有重要作用,我們通過PTHrP免疫組織化學染色發(fā)現(xiàn)PTHrP陽性細胞在CaSR~(-/-)小鼠明顯減少,而在CaSR~(-/-)1α(OH)ase~(-/-)小鼠則較CaSR~(-/-)小鼠有所增加,但沒有達到WT小鼠的水平。這些結(jié)果說明,1α(OH)ase基因敲除能夠通過上調(diào)PTHrP,增加軟骨細胞的增殖而起到部分糾正CaSR缺失引起的軟骨內(nèi)成骨的嚴重障礙。 為了明確CaSR和1,25(OH)_2D_3在骨形成和骨吸收中的相互作用,我們通過組織學,組織化學和免疫組織化學及圖像分析檢測了兩周齡不同基因型小鼠骨組織的表型差異。與WT小鼠相比,成骨細胞數(shù)、小梁骨容量和骨鈣素(OCN)陽性面積在CaSR~(-/-)小鼠均明顯增加;在1α(OH)ase~(-/-)小鼠則有所減少,而在CaSR~(-/-)1α(OH)ase~(-/-)小鼠增加更為明顯�？咕剖崴嵝粤姿崦�(TRAP)陽性破骨細胞數(shù)在CaSR~(-/-)小鼠增加,在1α(OH)ase~(-/-)小鼠減少;而在CaSR~(-/-)1α(OH)ase~(-/-)小鼠與WT小鼠相似。NF-κB受體活化素配體(receptoractivatior of NF-κB ligand,RANKL)陽性細胞和面積變化與成骨細胞的變化一致。這些結(jié)果說明,CaSR缺失引起的成骨細胞骨形成增加是由于PTH過代償作用的結(jié)果。 本研究進一步闡述了CaSR和1,25(OH)_2D_3在調(diào)節(jié)鈣磷平衡,甲狀旁腺細胞生長和PTH產(chǎn)生以及軟骨內(nèi)成骨和成骨細胞骨形成中的相互作用的機制,為后續(xù)研究和臨床相關(guān)疾病的診治提供了實驗和理論依據(jù)。
[Abstract]:In order to study the interaction and mechanism of calcium - sensitive receptor ( CaSR ) and active vitamin D - 1 , 25 ( OH ) _ 2D _ 3 on calcium - phosphorus balance and bone metabolism , we established CaSR and 25 - hydroxyvitamin D - 1 - 偽 - hydroxylase - 1偽 ( OH ) ase - 2 knockout mice model , and compared the phenotypic differences between CaSR ~ ( - / - ) 1偽 ( OH ) ase ~ ( - / - ) mouse and corresponding single - gene knockout and wild - type ( WT ) mice in 2 - week - old CaSR ~ ( - / - ) 1偽 ( OH ) ase ~ ( - / - ) mice .


The survival time of CaSR ~ ( - / - ) 1偽 ( OH ) ase ~ ( - / - ) mice was higher than that of CaSR ~ ( - / - ) mice .


In order to clarify the interaction between CaSR and 1 , 25 ( OH ) _ 2D _ 3 during the growth and development of bone , we analyzed the phenotypic difference of bone in 2 - week - old mice by imaging and histology . The bone mineral density of CaSR ~ ( - / - ) mice was increased . The bone mineral density of CaSR ~ ( - / - ) 1偽 ( OH ) ase ~ ( - / - ) mice was slightly shorter . The bone mineral density of CaSR ~ ( - / - ) 1偽 ( OH ) ase ~ ( - / - ) mice was lower .


In order to clarify the interaction of CaSR and 1 , 25 ( OH ) _ 2D _ 3 in cartilage , we analyzed the phenotypic difference of growth plates of 2 - week - old mice by histological and immunohistochemical methods .


In order to clarify the interaction of CaSR and 1 , 25 ( OH ) _ 2D _ 3 in bone formation and bone resorption , the phenotype of bone tissue of two - week - old mice was detected by histological , histochemical and immunohistochemical and image analysis .


The mechanism of CaSR and 1 , 25 ( OH ) _ 2D _ 3 in the regulation of calcium - phosphorus balance , parathyroid cell growth and PTH production and the formation of bone - forming and osteoblast - like bone in cartilage were further described . The experimental and theoretical basis were provided for the follow - up study and the diagnosis and treatment of clinically relevant diseases .
【學位授予單位】：南京醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：R33

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本文編號：2131813