貧鈾對骨代謝和骨礦鹽的損傷效應與機理研究.pdf

1、目的:貧鈾(Depleted uranium，DU)作為一種放射性重金屬，可通過DU放射性氣溶膠吸入、飲水或食物鏈攝入和傷口嵌入損傷等進入人體，產生化學毒性和/或放射毒性。有關DU等金屬彈片嵌入體內即殘留彈片致體內重金屬腎-骨蓄積的健康效應所知甚少。本研究擬采用DU片植入大鼠腓腸肌以建立DU長期內污染的動物模型，分析DU在不同組織器官尤其是腎和骨中的滯留規(guī)律，以及DU對腎-骨損害的生物學特點和病理機制，為DU等放射性重金屬致腎-骨復合性

2、損傷的醫(yī)學救治提供實驗依據。 方法：采用DU片植入大鼠腓腸肌建立DU嵌入損傷致DU長期內污染的動物模型，并進行了以下研究：(1)分別于植入后不同時點收集血、尿和組織器官標本，電感耦合等離子體質譜儀(Inductive coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS)分析鈾在機體各組織器官中的分布和滯留規(guī)律。(2)DU植入后3個月測定腰椎和股骨的骨密度、骨生物力學性能：光鏡和電鏡觀察大鼠骨組織結構病

3、理改變并進行形態(tài)計量學分析：RT-PCR法檢測骨組織COL-1、BGP等基因mRNA表達；放免、酶免和自動生化分析儀等測定骨代謝生化指標，以探討DU長期內污染致骨代謝功能改變和骨礦鹽結構損傷的生物學特點。(3)DU植入后不同時點觀察大鼠腎組織病理改變和腎功能損傷的劑量效應和時間效應，并取腎勻漿為酶原組織與25(OH)D3溫育，放免法檢測酶反應產物，分析腎1α羥化酶活性。同時，放免法測定血中活性維生素D[1α，25(OH)2D3]水平，以

4、探討DU長期內污染致腎損傷并誘發(fā)骨損傷的可能機制。(4)體外培養(yǎng)大鼠成骨細胞(Osteoblast,OB)，觀察不同劑量DU染毒對OB增殖率、ALP活性和礦化功能的影響，RT-PCR法檢測成骨細胞ALP、BGP、OPG、RANKL等基因mRNA表達改變，以探討DU對成骨細胞的直接毒性作用和分子機制。 結果：(1)隨著植入DU劑量的不同，鈾在組織器官中的分布濃度呈明顯差異。腎臟和骨骼的鈾含量明顯高于其它組織，且隨著DU植入時間的延

5、長，組織中的鈾含量持續(xù)升高，至植入后90天達到最高峰。此后，組織鈾含量開始逐漸下降，但下降速度緩慢。植入后360天腎臟和骨骼中的鈾含量仍維持在較高水平。(2)DU植入后3個月，植入DU大鼠的骨組織結構出現(xiàn)明顯損傷，表現(xiàn)為骨小梁體積和骨小梁寬度減少、骨小梁間距增加、MAR值降低。腰椎BMD明顯降低，腰椎壓縮和股骨三點彎最大載荷明顯下降，此外，DU植入可誘導大鼠的骨代謝功能發(fā)生明顯改變，血Ca和血ALP水平明顯降低、尿Pyd/Cr值明顯增加

6、；骨組織BGP和1-Collagen等相關基因mRNA表達量明顯下調。(3)DU長期內污染可引起明顯的腎損傷，表現(xiàn)為腎臟體積明顯縮小，腎小管上皮細胞間隙增大，部分上皮細胞腫脹、壞死，有炎性細胞浸潤，Bowman氏囊囊腔狹窄甚至消失。DU植入12個月可見腎組織纖維化。透射電鏡下可見腎小球基底膜增厚，腎近曲小管細胞線粒體明顯腫脹，體積增大，部分線粒體嵴變短、減少、排列紊亂。此外，植入DU大鼠的血BUN、血Cr、尿β2-MG和尿ALB均隨DU

7、植入劑量的增加和植入時間的延長呈進行性升高，腎臟1α羥化酶活性明顯下降，并導致D—激素合成不足，血1α，25(OH)2D3含量明顯下降。(4)DU染毒后不同時點，體外培養(yǎng)大鼠OB增殖率降低、ALP活性下降、礦化結節(jié)形成面積減少，ALP和BGP的mRNA表達下調，RANKL/OPG比值上升。 結論：(1)腎臟和骨骼是DU嵌入損傷后的主要蓄積器官，且滯留時間較長，應重視DU長期內污染對腎臟和骨骼的損傷效應研究。(2)DU長期內污染可