GluN对骨骼细胞代谢的调节机理研究

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本实验组前期一系列体内研究显示氨基葡萄糖(GluN)下调RANKL和上调OPG基因表达,抑制骨吸收,增加试鸡骨钙含量及骨密度,增加骨小梁比例。但GluN对骨吸收的抑制作用主要是作用于成骨细胞、破骨细胞还是骨细胞尚不清楚,因此研究拟通过在体外培养的成骨细胞、破骨细胞及骨细胞中添加GluN,观察其对成骨细胞、骨细胞、破骨细胞活力的影响,并检测其中主要影响骨代谢的基因(RANKL、RANK、OPG及OCN)的相对表达量,探讨GluN在骨吸收与骨形成中的作用机制,为防治骨质疏松症提供理论依据。结果如下:实验一:GluN对成骨细胞的影响(1)0.5 mM GluN处理显著增加成骨细胞活力(P<0.05),其他浓度GluN处理对成骨细胞活力无显著影响(P>0.05)。(2)添加0.5 mM及1 mM GluN显著下调成骨细胞RANKL表达量(P<0.05);0.5 mM GluN显著降低成骨细胞RANK表达量(P<0.05);0.5 mM GluN处理显著上调成骨细胞OPG表达量(P<0.01);成骨细胞OCN表达量除0.5 mM GluN处理与对照组无显著差异外,其余GluN处理均促上调OB细胞OCN表达(P<0.01)。实验二:GluN对破骨细胞的影响(1)添加GluN处理对破骨细胞活力无显著影响(P>0.05)。(2)添加GluN处理均显著降低破骨细胞RANKL表达量(P<0.01);RANK表达量除0.1 mM GluN处理与对照组无显著差异外,其余GluN处理均降低其RANK表达量(P<0.01);其OCN表达量则随GluN处理浓度的增加而增加(P<0.01);此外,GluN处理降低RANKL/OPG比值(P<0.05)。实验三:GluN对骨细胞的影响(1)GluN处理对骨细胞活力无显著影响(P>0.05)。(2)GluN处理后,骨细胞RANKL表达量随GluN浓度的增加而增加(P<0.01);其RANK表达量除1 mM GluN处理显著降低外(P<0.01),其余GluN处理与对照组无显著差异(P>0.05);其OPG表达量则随GluN浓度的增加而增加,1 mM GluN处理时达到最高,随后不断降低;GluN处理显著增加骨细胞OCN表达量(P<0.05);除2 mM GluN处理RANKL/OPG比率升高外,其余GluN处理显著降低骨细胞RANKL/OPG比率,抑制骨吸收速率。结论:(1)添加GluN提高成骨细胞活力,促进成骨标志物基因OCN表达,抑制破骨细胞分化因子RANKL表达。(2)添加GluN降低破骨细胞分化关键受体RANK表达,促进晚期骨形成标志物OCN表达,降低RANKL/OPG比率,抑制破骨细胞活性,从而抑制骨吸收。(3)添加GluN促进骨细胞表达RANKL、OPG、OCN,增加了骨转换率,但GluN处理降低了RANKL/OPG比率,从而抑制破骨细胞分化及骨吸收活动。GluN降低骨吸收的作用机制可能是增加成骨细胞、破骨细胞及骨细胞细胞对骨形成标志物的表达,从而促进骨形成,同时降低骨组织内RANKL/OPG比率,抑制破骨细胞分化,降低破骨细胞的骨吸收活性,从而抑制骨吸收。
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