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《重庆医科大学学报》 2019年03期
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1型糖尿病小鼠松质骨和皮质骨骨量下降的差异及机制研究

贺思豪  陈思旭  刘道城  杨磊  杨家治  宗兆文  
【摘要】:目的:研究1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)小鼠松质骨和皮质骨骨量下降差异并探讨其机制。方法:以30只8周龄C57BL/6J小鼠为对象,随机分为健康对照组(wild type,WT)和T1DM组。T1DM组通过注射链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)建立1型糖尿病模型,WT组小鼠注射同等剂量生理盐水。行Micro-CT、X线扫描、HE染色与骨形态计量检测分析比较2组小鼠骨量、成骨活动的变化。通过免疫组化与实时定量聚合酶链反应(real-time PCR,RT-PCR)检测经典Wnt/β-catenin通路相关因子,包括低密度脂蛋白受体相关蛋白-6(low-density lipoprotein receptor-related protein 6,LRP-6)、β-catenin、淋巴细胞增强因子(lymphoid enhancer factor,LEF-1)、T细胞因子(T cell factor,TCF)以及成骨细胞相关转录因子包括碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨钙素(osteocalcin,OCN)、成骨相关转录因子(osterix,Osx)、成骨细胞标志物核心结合因子(runtrelated transcription factor 2,Runx2)的m RNA与蛋白表达水平。结果:观察2组小鼠形态学结果发现,T1DM组小鼠股骨远端骨量下降最为明显,而股骨中段骨量下降幅度较小。Micro-CT重建结果显示,T1DM小鼠松质骨指标骨体积占组织总体积百分比(BV/TV)、松质骨厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)较WT小鼠相比下降幅度较大[(0.16±0.01)vs.(1.27±0.08),(0.04±0.01)vs.(0.09±0.01),(1.90±0.27)vs.(4.53±0.45);P0.01]。而皮质骨对应指标,单位体积内骨组织面积比(BA/TA)与皮质骨厚度(CT.Th)其降低幅度明显减小[(0.35±0.05)vs.(0.40±0.02),(0.17±0.01)vs.(0.18±0.01);P0.05]。骨组织形态计量结果显示T1DM小鼠较WT相比松质骨单位骨面积内成骨细胞表面积比值(Ob.S/BS)、单位骨面积内骨矿化面积比值(MS/BS)、骨矿化沉积率(MAR)、骨形成率(BFR)下降幅度较大[(12.15±0.46)vs.(21.69±0.37),(30.19±1.02)vs.(38.02±0.70),(0.74±0.06)vs.(1.13±0.10),(0.25±0.02)vs.(0.48±0.04),P=0.000]。而皮质骨下降幅度较小分别为[(12.80±0.13)vs.(16.41±0.29),(36.16±1.22)vs.(42.21±0.54),(0.67±0.34)vs.(0.83±0.03),(0.27±0.02)vs.(0.36±0.04);P=0.000]。RT-PCR结果显示T1DM小鼠Wnt/β-catenin通路相关因子LRP6、β-catenin、Tcf、LEF-1与成骨分化指标ALP、OCN、OSX、Runx2的表达水平较WT组明显降低,其中松质骨下降幅度较大[(0.18±0.13)vs.(1.00±0.13),(0.23±0.20)vs.(1.00±0.15),(0.29±0.23)vs.(1.00±0.23),(0.22±0.17)vs.(1.00±0.12),(0.52±0.10)vs.(1.00±0.00),(0.52±0.11)vs.(1.00±0.10),(0.42±0.01)vs.(1.00±0.10),(0.34±0.12)vs.(1.00±0.08);P0.01],皮质骨下降幅度较小为[(0.74±0.65)vs.(1.00±0.07),(0.63±0.45)vs.(1.00±0.09),(0.75±0.58)vs.(1.00±0.08),(0.70±063)vs.(1.00±0.05),(0.67±0.19)vs.(1.00±0.23),(0.73±0.08)vs.(1.00±0.23),(0.63±0.08)vs.(1.00±0.39),(0.62±0.08)vs.(1.00±0.11),P0.05]。免疫组化结果与RT-PCR趋势一致。结论:T1DM小鼠松质骨骨量下降幅度较皮质骨更显著,其机制可能为Wnt/β-catenin信号通路表达水平在松质骨下降幅度更显著。

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