貧鈾對(duì)骨代謝和骨礦鹽的損傷效應(yīng)與機(jī)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(guò)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(jìn)入人體，產(chǎn)生化學(xué)毒性和/或放射毒性。有關(guān)DU等金屬?gòu)椘度塍w內(nèi)即殘留彈片致體內(nèi)重金屬腎-骨蓄積的健康效應(yīng)所知甚少。本研究擬采用DU片植入大鼠腓腸肌以建立DU長(zhǎng)期內(nèi)污染的動(dòng)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(duì)腎-骨損害的生物學(xué)特點(diǎn)和病理機(jī)制，為DU等放射性重金屬致腎-骨復(fù)合性

2、損傷的醫(yī)學(xué)救治提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 方法：采用DU片植入大鼠腓腸肌建立DU嵌入損傷致DU長(zhǎng)期內(nèi)污染的動(dòng)物模型，并進(jìn)行了以下研究：(1)分別于植入后不同時(shí)點(diǎn)收集血、尿和組織器官標(biāo)本，電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Inductive coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS)分析鈾在機(jī)體各組織器官中的分布和滯留規(guī)律。(2)DU植入后3個(gè)月測(cè)定腰椎和股骨的骨密度、骨生物力學(xué)性能：光鏡和電鏡觀察大鼠骨組織結(jié)構(gòu)病

3、理改變并進(jìn)行形態(tài)計(jì)量學(xué)分析：RT-PCR法檢測(cè)骨組織COL-1、BGP等基因mRNA表達(dá)；放免、酶免和自動(dòng)生化分析儀等測(cè)定骨代謝生化指標(biāo)，以探討DU長(zhǎng)期內(nèi)污染致骨代謝功能改變和骨礦鹽結(jié)構(gòu)損傷的生物學(xué)特點(diǎn)。(3)DU植入后不同時(shí)點(diǎn)觀察大鼠腎組織病理改變和腎功能損傷的劑量效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)，并取腎勻漿為酶原組織與25(OH)D3溫育，放免法檢測(cè)酶反應(yīng)產(chǎn)物，分析腎1α羥化酶活性。同時(shí)，放免法測(cè)定血中活性維生素D[1α，25(OH)2D3]水平，以

4、探討DU長(zhǎng)期內(nèi)污染致腎損傷并誘發(fā)骨損傷的可能機(jī)制。(4)體外培養(yǎng)大鼠成骨細(xì)胞(Osteoblast,OB)，觀察不同劑量DU染毒對(duì)OB增殖率、ALP活性和礦化功能的影響，RT-PCR法檢測(cè)成骨細(xì)胞ALP、BGP、OPG、RANKL等基因mRNA表達(dá)改變，以探討DU對(duì)成骨細(xì)胞的直接毒性作用和分子機(jī)制。 結(jié)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(shí)間的延

5、長(zhǎng)，組織中的鈾含量持續(xù)升高，至植入后90天達(dá)到最高峰。此后，組織鈾含量開(kāi)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(gè)月，植入DU大鼠的骨組織結(jié)構(gòu)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(diǎn)彎最大載荷明顯下降，此外，DU植入可誘導(dǎo)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(guān)基因mRNA表達(dá)量明顯下調(diào)。(3)DU長(zhǎng)期內(nèi)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(xì)胞間隙增大，部分上皮細(xì)胞腫脹、壞死，有炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，Bowman氏囊囊腔狹窄甚至消失。DU植入12個(gè)月可見(jiàn)腎組織纖維化。透射電鏡下可見(jiàn)腎小球基底膜增厚，腎近曲小管細(xì)胞線(xiàn)粒體明顯腫脹，體積增大，部分線(xiàn)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(shí)間的延長(zhǎng)呈進(jìn)行性升高，腎臟1α羥化酶活性明顯下降，并導(dǎo)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(shí)點(diǎn)，體外培養(yǎng)大鼠OB增殖率降低、ALP活性下降、礦化結(jié)節(jié)形成面積減少，ALP和BGP的mRNA表達(dá)下調(diào)，RANKL/OPG比值上升。 結(jié)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(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)重視DU長(zhǎng)期內(nèi)污染對(duì)腎臟和骨骼的損傷效應(yīng)研究。(2)DU長(zhǎng)期內(nèi)污染可