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蛋白激酶C通路特異性甲狀旁腺素模擬肽在連續(xù)應(yīng)用時(shí)對(duì)骨骼系統(tǒng)作用的研究

發(fā)布時(shí)間:2020-04-21 20:14
【摘要】:背景:甲狀旁腺素(Parathyoid Hormone,PTH)是正常人體內(nèi)的鈣調(diào)節(jié)激素,N端34個(gè)氨基酸多肽(PTH(1-34),特立帕肽)是臨床上治療骨質(zhì)疏松的促骨形成藥物,但僅限于間斷使用。這是由于其兼具破骨作用,因此在體內(nèi)連續(xù)應(yīng)用會(huì)顯著促進(jìn)骨吸收;近年來(lái)的研究都主要著重于提高其成骨作用、避免破骨作用,但進(jìn)展甚微。PTH能夠與甲狀旁腺素Ⅰ型受體結(jié)合,激活蛋白激酶C(PKC)通路,從而改善和提高松質(zhì)骨骨量,并且它還能夠改善骨小梁的微觀結(jié)構(gòu)。在我們前期實(shí)驗(yàn)中,我們已經(jīng)驗(yàn)證并合成了能夠特異性激活PKC通路的PTH模擬肽(MY-1),通過(guò)對(duì)其進(jìn)行離體和在體實(shí)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)MY-1肽具有促進(jìn)成骨細(xì)胞分化,但不激活破骨細(xì)胞分化和增殖的作用。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),MY-1肽擁有與PTH(1-34)相近的改善或延緩去勢(shì)后造成的骨量丟失的作用。PTH肽連續(xù)作用對(duì)骨代謝的影響是研究它破骨效應(yīng)研究的重要方式。目的:通過(guò)我們前期合成的特異性激活PKC通路的PTH模擬肽進(jìn)行體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn),探討適于PTH持續(xù)灌注對(duì)骨骼系統(tǒng)的作用研究合適的動(dòng)物模型,評(píng)價(jià)MY-1肽連續(xù)應(yīng)用時(shí)的骨質(zhì)變化。方法:取5只8周齡小鼠(C57BL/6J)提取股骨和脛骨的骨髓基質(zhì)細(xì)胞(BMSC)、骨髓源巨噬細(xì)胞(BMMs);成骨誘導(dǎo)BMSC細(xì)胞,對(duì)細(xì)胞采用茜素紅染色、鈣定量分析、堿性磷酸酶染色及堿性磷酸酶活性測(cè)定,破骨誘導(dǎo)BMMs,對(duì)細(xì)胞進(jìn)行TRAP染色及抗酒石酸酸性磷酸酶活性測(cè)定;提取3日齡左右乳鼠(C57BL/6J)的顱骨原代成骨細(xì)胞,通過(guò)RT-PCR測(cè)定特異性成骨基因表達(dá)水平。取24只6周齡C57BL/6J雌性小鼠,適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后,隨機(jī)取12只小鼠行卵巢切除術(shù),術(shù)后觀察一周,對(duì)OVX-TPTD組和TPTD組植入ALZET2004型微量緩釋泵模擬連續(xù)使用TPTD。在第2周末行頸椎脫臼法處死后常溫固定,取其脛骨進(jìn)行MicroCT掃描,對(duì)松質(zhì)骨進(jìn)行定量分析,取脛骨做石蠟切片,進(jìn)行HE及TRAP染色,觀察骨小梁和破骨細(xì)胞分布情況,觀察脛骨生長(zhǎng)板厚度。取18只7周齡C57BL/6J雌性小鼠,通過(guò)對(duì)處理組植入ALZET2004型微量緩釋泵模擬連續(xù)使用PTH(1-34)和MY-1肽。在第2周末行頸椎脫臼法處死后常溫固定,取其脛骨進(jìn)行MicroCT掃描,對(duì)松質(zhì)骨進(jìn)行定量分析,取脛骨做石蠟切片,進(jìn)行HE及TRAP染色,觀察骨小梁和破骨細(xì)胞分布情況,觀察脛骨生長(zhǎng)板厚度。結(jié)果:(1)脛骨松質(zhì)骨骨量的測(cè)定,骨小梁體積分?jǐn)?shù)PTH(1-34)組低于SHAM組,但MY-1組骨小梁體積分?jǐn)?shù)與SHAM組略高于SHAM組,且明顯高于PTH(1-34)組。OVX組顯著低于SHAM組,PTH+OVX組顯著高于OVX組。脛骨上段病理切片顯示:骨小梁所占面積百分?jǐn)?shù),PTH(1-34)組、MY-1組與SHAM組顯著性差異,OVX組顯著低于SHAM組,PTH+OVX組顯著高于OVX組。脛骨上段骨小梁發(fā)生區(qū)的厚度PTH(1-34)組和OVX組明顯低于SHAM組,MY-1組與SHAM組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,PTH+OVX組明顯高于OVX組。(3)BMSC成骨誘導(dǎo)結(jié)果:茜素紅染色示,PTH(1-34)組較對(duì)照組紅色結(jié)節(jié)面積較少M(fèi)Y-1組紅色結(jié)節(jié)面積明顯高于對(duì)照組;堿性磷酸酶染色示,CON組、PTH(1-34)組、MY-1組均出現(xiàn)深藍(lán)色染色,且PTH(1-34)組和MY-1組染色明顯較對(duì)照組深,ALP定量檢測(cè)示,酶活性在PTH(1-34)組出現(xiàn)降低、MY-1組的酶活性顯著提升,PTH(1-34)vsMY-1;(4)BMMs破骨誘導(dǎo)結(jié)果:TRAP染色提示PTH(1-34)組和MY-1組TRAP陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)目明顯增高,且均較CON組更多,但MY-1組破骨細(xì)胞增多數(shù)目較少;抗酒石酸酸性磷酸酶定量測(cè)定顯示PTH(1-34)組和MY-1組的酶活性與CON組相比均有升高,但PTH(1-34)組TRAP酶活性高于MY-1組,兩組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。(5)顱骨原代和BMSC細(xì)胞RT-PCR結(jié)果:成骨相關(guān)特異性基因(ALP、BSP、OC、OPG)表達(dá),PTH(1-34)組相比對(duì)照組明顯抑制,MY-1組相對(duì)于對(duì)照組明顯上調(diào)。PTH(1-34)組相對(duì)于對(duì)照組,Rankl基因表達(dá)明顯上調(diào),MY-1組與對(duì)照組相比則表現(xiàn)出抑制。結(jié)論:細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)綜合顯示,MY-1肽具有比PTH更好的促進(jìn)成骨分化的作用,并且未表現(xiàn)出和PTH 一樣的促進(jìn)破骨分化的作用。由于MY-1肽在PKC通路的特異性,提示PKC信號(hào)通路可能特異性促進(jìn)成骨分化。MY-1肽具有局部應(yīng)用的可能。在研究甲狀旁腺素連續(xù)應(yīng)用的過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)去卵巢小鼠和正常小鼠顯現(xiàn)的效果不一致,雌激素對(duì)PTH連續(xù)應(yīng)用的影響、機(jī)理和臨床效應(yīng)需要深入研究,但提示我們?cè)趯?shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的選擇和研究結(jié)果解讀需要更加慎重。
【圖文】:

誘導(dǎo)分化,孔板,膠原,定量檢測(cè)


圖1-lBMSCs成骨誘導(dǎo)分化以及BMMs的破骨誘導(dǎo)分化A:邋BMSC和BMMs接種于被I型逡逑膠原包被的24孔板中,采用48小時(shí)為一周期,持續(xù)藥物刺激的給藥模式。14天連續(xù)成骨逡逑誘導(dǎo)后進(jìn)行ALP染色;對(duì)連續(xù)成骨誘導(dǎo)28天后的BMSC細(xì)胞,進(jìn)行茜素紅染色;對(duì)BMMs逡逑進(jìn)行破骨誘導(dǎo)7天后進(jìn)行TRAP染色(掃描儀圖像)。B:邋BMSC成骨誘導(dǎo)14天后的ALP逡逑定量檢測(cè)(*邋P<0.05邋vsControl,#P<0.05邋vsPTH)邋;C:BMSC成骨誘導(dǎo)28天后鈣離子濃度逡逑定量檢測(cè)(*邋P<0.05邋vsContro〖,#P<0.05邋vsPTH)邋;邋D:連續(xù)破骨誘導(dǎo)7天后的BMMs的逡逑TRAP酶定量檢測(cè)(*邋P<0.05邋vs邋Control,邋#邋P<0.05邋vs邋PTH)逡逑Fig.1-1邋Osteogenic邋Differentiation邋of邋BMSCs邋and邋Osteoclast-Induced邋Differentiation邋of邋BMMs逡逑A:邋BMSCs邋and邋BMMs邋were邋inoculated邋into邋a邋24-well邋plate邋coated邋with邋type邋I邋collagen邋using邋a逡逑48-hour邋cycle邋to邋maintain邋a邋drug-stimulated邋mode邋of邋administration.邋ALP邋staining邋was邋performed逡逑after邋14邋days邋of邋continuous邋osteogenic邋induction;邋BMSC邋cells邋after邋28邋days邋of邋continuous逡逑22逡逑

信號(hào)模擬,特異性,定量檢測(cè),誘導(dǎo)分化


C邐D逡逑圖1-lBMSCs成骨誘導(dǎo)分化以及BMMs的破骨誘導(dǎo)分化A:邋BMSC和BMMs接種于被I型逡逑膠原包被的24孔板中,采用48小時(shí)為一周期,持續(xù)藥物刺激的給藥模式。14天連續(xù)成骨逡逑誘導(dǎo)后進(jìn)行ALP染色;對(duì)連續(xù)成骨誘導(dǎo)28天后的BMSC細(xì)胞,進(jìn)行茜素紅染色;對(duì)BMMs逡逑進(jìn)行破骨誘導(dǎo)7天后進(jìn)行TRAP染色(掃描儀圖像)。B:邋BMSC成骨誘導(dǎo)14天后的ALP逡逑定量檢測(cè)(*邋P<0.05邋vsControl,#P<0.05邋vsPTH)邋;C:BMSC成骨誘導(dǎo)28天后鈣離子濃度逡逑定量檢測(cè)(*邋P<0.05邋vsContro〖,#P<0.05邋vsPTH)邋;邋D:連續(xù)破骨誘導(dǎo)7天后的BMMs的逡逑TRAP酶定量檢測(cè)(*邋P<0.05邋vs邋Control,邋#邋P<0.05邋vs邋PTH)逡逑Fig.1-1邋Osteogenic邋Differentiation邋of邋BMSCs邋and邋Osteoclast-Induced邋Differentiation邋of邋BMMs逡逑A:邋BMSCs邋and邋BMMs邋were邋inoculated邋into邋a邋24-well邋plate邋coated邋with邋type邋I邋collagen邋using邋a逡逑48-hour邋cycle邋t
【學(xué)位授予單位】:南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號(hào)】:R580

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