链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠骨转换变化及其分子机制的研究

目的 探讨链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠骨转换变化及其分子机制.方法 单次尾静脉注射STZ制造糖尿病大鼠模型.成模后与正常对照组大鼠同步饲养8周,处死后测定两组大鼠血钙、磷、碱性磷酸酶、骨钙素、24 h尿钙水平和尿I型胶原氨基末端交联肽(NTx)/肌酐(Cr)比值,双能X线吸收法(DEXA)测定大鼠离体腰椎和股骨骨密度.骨形态计量学方法分析大鼠骨量和骨转换变化情况,并用实时荧光定量RT-PCR方法检测骨组织中标志骨吸收的NF-κB受体活化因子配体(RANKL)/骨保护素mRNA比值和标志骨形成的骨钙素以及调控成骨的核结合因子1(Cbfa1)、osterix(OSX)mRNA表达水平.结果 与正常对照组相比,糖尿病大鼠血钙、磷、碱性磷酸酶水平无显著差异,骨钙素水平显著减低(3.03±0.52)对(6.18±0.71)ng/ml,P<0.01],24 h尿钙水平显著增加(16.84±0.71)对(4.98±0.58)mg/24 h,P<0.01],尿NTx/Cr比值显著下降(5.67±0.86)对(5.23±0.98)nmol/g Cr,P<0.05].糖尿病大鼠腰椎骨密度显著减低(0.107±0.011)对(0.149±0.009)g/cm~3,P<0.01],股骨骨密度亦显著减低(0.099±0.013)对(0.139±0.013)g/cm~3,P<0.01].骨形态计量学分析提示糖尿病大鼠骨小梁骨量减少,骨小梁矿化表面减少,骨形成速率减低(0.44±0.11)对(0.78±0.14)μm/d,P<0.01].实时荧光定量RT-PCR提示糖尿病大鼠骨组织中RANKL/骨保护素mRNA比值(0.57±0.11)对(0.89±0.13),P<0.01]、骨钙素(2.25×10~(-4)±1.19×10~(-4))对(3.43×10~(-4)±1.63×10~(-4)),P<0.01]、Cbfa1(26.68×10~(-4)±6.53×10~(-4))对(37.21×10~(-4)±7.14×10~(-4)),P<0.01]、OSX(1.93×10~(-4)±0.65×10~(-4))对(4.19×10~(-4)±0.71×10~(-4)),P<0.01]mRNA水平均较正常对照组显著减低.结论 糖尿病大鼠是一种低转换型骨量减少,其骨组织中调控破骨的RANKL/骨保护素mRNA水平和调控成骨的Cbfa1、OSX、骨钙素mRNA水平均下降.

Bone turnover and its related molecular mechanism in STZ-induced diabetic rats