三氯化鋁誘導(dǎo)大鼠骨質(zhì)疏松的TGF-β1-Smad信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制.pdf

1、為揭示三氯化鋁（AlCl3）誘導(dǎo)大鼠骨質(zhì)疏松的TGF-β1/Smad信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，本研究進(jìn)行了AlCl3誘導(dǎo)骨質(zhì)疏松大鼠的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)和體外成骨細(xì)胞(OB)染鋁實(shí)驗(yàn)的相關(guān)研究。
　　體內(nèi)實(shí)驗(yàn)以SD大鼠為受試對(duì)象，將100只4周齡SD大鼠隨機(jī)均分成染鋁組和對(duì)照組，染鋁組大鼠按64 mg/kg· B.W.飲用AlCl3·6H2O水溶液，對(duì)照組飲用蒸餾水，每隔30d采用雙能X線骨密度儀檢測(cè)大鼠骨密度(BMD)和記錄大鼠體重。染鋁120d時(shí)大

2、鼠脫頸致死，分別測(cè)定血清和骨中鋁、鈣、磷含量，骨組織氧化與抗氧化狀態(tài)，血清B-ALP、TRACP-5b活性和PINP、NTX-Ⅰ含量，骨組織B-ALP、TRACP-5b、TGF-β1、TβRⅠ、TβRⅡ、Smad4和Smad7mRNA表達(dá)，骨組織TGF-β1、p-Smad2/3蛋白表達(dá)和p-Smad2/3/4復(fù)合物形成及其入核情況，并對(duì)染鋁大鼠骨組織的骨細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。
　　體外實(shí)驗(yàn)以新生SD大鼠顱骨成骨細(xì)胞(OB)為受試對(duì)

3、象，向OB中分別添加終濃度為0.12mg/mL AlCl3·6H2O(AlCl3處理組，GA)、4.5ng/mL TGF-β1（TGF-β1處理組，GT）、0.12mg/mLAlCl3·6H2O和4.5ng/mL TGF-β1（AlCl3+TGF-β1處理組，GA+T），空白對(duì)照組(GC)添加同體積DMEM培養(yǎng)基。檢測(cè)OB中TGF-β1、TβRⅠ、TβRⅡ、Smad4、Smad7、B-ALP和ColⅠ mRNA表達(dá)，TGF-β1和p-S

4、mad2/3蛋白表達(dá)，p-Smad2/3/4復(fù)合物形成及其入核情況。
　　大鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　(1)染鋁組和對(duì)照組大鼠股骨、脛骨和4-6腰椎BMD均隨染鋁時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增加，染鋁120d時(shí)，均顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)，說明AlCl3誘導(dǎo)大鼠骨質(zhì)疏松模型建立成功。
　　(2)電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，骨質(zhì)疏松大鼠成骨細(xì)胞數(shù)量減少，細(xì)胞膜損傷，細(xì)胞核固縮，胞質(zhì)內(nèi)線粒體腫脹、嵴不完整、基質(zhì)溶解呈空泡狀，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)減少、池?cái)U(kuò)

5、張、斷裂、呈空泡化。說明AlCl3可損傷骨組織中成骨細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)，并抑制骨基質(zhì)的形成。
　　(3)骨質(zhì)疏松大鼠骨組織中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均極顯著低于對(duì)照組(P＜0.01)，丙二醛(MDA)含量極顯著高于對(duì)照組(P＜0.01)，說明AlCl3可誘導(dǎo)大鼠骨組織產(chǎn)生氧化應(yīng)激，造成骨組織氧化損傷。
　　(4)骨質(zhì)疏松大鼠血清和骨組織中鋁含量均顯著高于對(duì)照組(P＜0.01);血清和骨組織

6、中鈣、磷含量均顯著低于對(duì)照組(P＜0.01、P＜0.05)，說明鋁可蓄積于骨組織，導(dǎo)致骨組織中鈣、磷代謝紊亂。
　　(5)骨質(zhì)疏松大鼠血清中骨形成標(biāo)志物B-ALP活性、PINP含量和骨組織中B-ALPmRNA表達(dá)量均極顯著低于對(duì)照組（P＜0.01）;血清中骨吸收標(biāo)志物TRACP-5b活性和骨組織中TRACP-5b mRNA表達(dá)量均顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)，血清中NTX-Ⅰ含量極顯著高于對(duì)照組(P＜0.01);說明AlCl3可

7、抑制骨形成、增強(qiáng)骨吸收，致使骨轉(zhuǎn)換失衡。
　　(6)骨質(zhì)疏松大鼠骨組織中TGF-β1、TβRⅠ、TβRⅡ和Smad4 mRNA表達(dá)量均顯著低于對(duì)照組(P＜0.05、P＜0.01)，TGF-β1、p-Smad2/3和p-Smad2/3/4蛋白表達(dá)量均顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)，Smad7 mRNA表達(dá)量顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)，說明AlCl3抑制骨組織中TGF-β1/Smad信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。
　　體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明

8、，AlCl3導(dǎo)致骨損傷的同時(shí)，TGF-β1/Smad信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)異常。
　　體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　GA中TGF-β1、TβRⅠ、TβRⅡ、Smad4、ALP、ColⅠmRNA表達(dá)量和TGF-β1、p-Smad2/3、p-Smad2/3/4蛋白表達(dá)量均顯著低于GC(P＜0.01)，Smad7 mRNA表達(dá)量顯著高于GC(P＜0.01);GA+T中TGF-β1、TβRⅠ、TβRⅡ、Smad4、ALP、ColⅠmRNA表達(dá)量和T

9、GF-β1、p-Smad2/3、p-Smad2/3/4蛋白表達(dá)量均顯著高于GA(P＜0.01)，Smad7 mRNA表達(dá)量顯著高于GA（P＜0.01）。說明AlCl3可抑制OB中TGF-β1/Smad信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，進(jìn)而抑制OB活性和功能;外源TGF-β1可逆轉(zhuǎn)AlCl3對(duì)該信號(hào)通路和OB的抑制作用。說明AlCl3通過抑制TGF-β1/Smad信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)而抑制OB的成骨作用。
　　大鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)和體外OB實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，AlC