芹菜素调节绝经后骨质疏松症大鼠骨吸收与骨形成稳态的作用

摘要：

目的 探讨芹菜素介导磷酸肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶(Akt)通路调节绝经后骨质疏松症大鼠骨吸收与骨形成稳态的作用.方法 取60只3月龄雌性SD大鼠随机分为假手术组(n=9)和建模组,后者采用切除双侧卵巢法构建绝经后骨质疏松症模型.建模成功后随机分为模型组(n=9)、雌二醇组(n=10)、芹菜素低剂量组(n=10)、芹菜素中剂量组(n=10)、芹菜素高剂量组(n=10),雌二醇组予以0.18 mg/(kg·d)戊酸雌二醇灌胃,芹菜素低、中、高剂量组分别予以40、80、160mg/(kg·d)芹菜素灌胃,假手术组和模型组仅予以等量生理盐水灌胃,1次/d,给药14周.给药结束24 h后,苏木素伊红(HE)染色观察股骨组织病理变化;计算机微断层扫描仪(Micro-CT)检测股骨组织微结构及计量学指标;抗酒石酸碱性磷酸酶(TRAP)染色观察股骨组织破骨细胞染色情况;碱性磷酸酶(ALP)染色观察股骨组织成骨细胞染色情况;酶联免疫吸附实验(ELISA)检测血清骨源性碱性磷酸酶(BALP)、I型胶原氨基末端前肽(PINP)、Ⅰ型胶原羧基末端肽(CTX-1)、TRAP5b水平;实时-定量聚合酶链反应检测骨组织PI3K、Akt、矮小相关转录因子2(Runx2)、骨钙素(OCN)、骨保护素(OPG)、细胞核因子-κB受体活化因子(RANKL)mRNA 表达;免疫印迹法检测骨组织 PI3K、Akt、Runx2、OCN、OPG、RANKL 蛋白表达及 p-PI3K、p-Akt水平.结果 假手术组大鼠骨小梁分布均匀致密,结构完整,骨髓腔较小;模型组骨小梁断裂,连续性差,骨髓腔明显增大;雌二醇组以及芹菜素低、中、高剂量组骨小梁病理结构逐渐改善;与假手术组比较,模型组大鼠骨组织骨密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁数目(Tb.N)、骨小梁厚度(Tb.Th)降低[(0.11±0.02)g/cm3vs.(0.39± 0.05)g/cm3、(0.14±0.02)％vs.(0.56±0.09)％、(2.67±0.41)mm-1vs.(7.56±1.12)mm-1、(0.04±0.01)mm vs.(0.12±0.02)mm],骨小梁分离度(Tb.Sp)、骨小梁模式因子(Tb.Pf)上升[(0.35±0.06)mm vs.(0.06±0.01)mm、(10.91±1.97)mm-1 vs.(3.72±0.65)mm-1],差异均有统计学意义(P均＜0.05);与模型组比较,雌二醇组以及芹菜素低、中、高剂量组BMD、BV/TV、Tb.N、Tb.Th上升,Tb.Sp、Tb.Pf降低,差异均有统计学意义(P均＜0.05),上述指标在雌二醇组和芹菜素中剂量组间比较差异均无统计学意义(P均＞0.05),芹菜素低、中、高剂量组呈剂量依赖性.与假手术组比较,模型组被染红破骨细胞数量明显增多、成骨细胞ALP染色明显减少;与模型组比较,雌二醇组和芹菜素低、中、高剂量组被染红破骨细胞数量逐渐减少、成骨细胞ALP染色逐渐增加.与假手术组比较,模型组大鼠血清BALP、PINP水平降低[(6.91±1.15)μg/L vs.(18.43±3.08)μg/L、(15.28±2.68)μg/L vs.(32.64±6.11)μg/L],CTX-1、TRAP5b 水平上升[(15.72±2.82)μg/L vs.(6.18±1.05)μg/L、(85.49±16.08)μg/L vs.(23.67±4.43)μg/L],差异均有统计学意义(P均＜0.05);与模型组比较,雌二醇组以及芹菜素低、中、高剂量组大鼠血清BALP、PINP水平上升,CTX-1、TRAP5b水平降低,差异均有统计学意义(P均＜0.05);上述指标在雌二醇组和芹菜素中剂量组间比较差异均无统计学意义(P均＞0.05),芹菜素低、中、高剂量组呈剂量依赖性.与假手术组比较,模型组大鼠骨组织PI3K、Akt、Runx2、OCN、OPG mRNA 以及 p-PI3K、p-PI3K/PI3K、p-Akt、p-Akt/Akt 水平降低[(0.31±0.04)vs.(0.98±0.12)、(0.19±0.03)vs.(1.03± 0.15)、(0.38±0.05)vs.(0.91±0.14)、(0.26±0.04)vs.(0.96±0.14)、(0.23±0.03)vs.(0.95±0.14)、(0.29±0.03)vs.(0.71± 0.11)、(0.27±0.04)vs.(0.68±0.12)、(0.21±0.03)vs.(0.76±0.10)、(0.21±0.03)vs.(0.79±0.12)],RANKL mRNA表达上升[(2.43±0.36)vs.(0.87±0.13)],差异均有统计学意义(P均＜0.05);与模型组比较,雌二醇组以及芹菜素低、中、高剂量组大鼠骨组织PI3K、Akt、Runx2、OCN、OPG mRNA 以及p-PI3K、p-PI3K/PI3K、p-Akt、p-Akt/Akt水平上升,RANKL mRNA表达降低,差异均有统计学意义(P均＜0.05);上述指标在雌二醇组和芹菜素中剂量组间比较差异均无统计学意义(P均＞0.05),芹菜素低、中、高剂量组呈剂量依赖性.与假手术组比较,模型组大鼠骨组织Runx2、OCN、OPG 蛋白表达降低[(0.43±0.06)vs.(1.02±0.15)、(0.33±0.04)vs.(1.06±0.16)、(0.29±0.03)vs.(0.98±0.14)],RANKL蛋白表达上升[(1.62±0.24)vs.(0.68±0.09)],差异均有统计学意义(P均＜0.05);与模型组比较,雌二醇组以及芹菜素低、中、高剂量组大鼠骨组织Runx2、OCN、OPG蛋白表达上升,RANKL蛋白表达降低,差异均有统计学意义(P均＜0.05);上述指标在雌二醇组和芹菜素中剂量组间比较差异均无统计学意义(P均＞0.05),芹菜素低、中、高剂量组呈剂量依赖性.结论 芹菜素可抑制绝经后骨质疏松症骨吸收,促进骨形成,可能与激活PI3K/Akt通路,促进Runx2、OCN、OPG表达,抑制RANKL表达,上调BALP、PINP水平上升,下调CTX-1、TRAP5b水平相关.

关键词：芹菜素、磷酸肌醇3激酶、蛋白激酶、绝经后骨质疏松症、骨吸收、骨形成

所属期刊栏目：23

分类号：R681(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)

资助基金：国家自然科学基金82160431

在线出版日期：2023-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1203-1211,封2