瘦素、瘦素受体对去势雌性大鼠骨代谢影响及其机制研究

目的：由于瘦素与骨的关系存在争论，因此本研究的目的是探讨血清瘦素及其受体对雌性去势大鼠骨代谢的相关关系，并通过大鼠成骨细胞培养进一步探讨瘦素作用于骨的机制，为绝经后骨质疏松的预防和治疗措施提供新的思路及理论依据。方法：选用6月龄雌性Wistar大鼠80只，随机分为2组，一组切除双侧卵巢，另一组行假手术，每一组又随机分为两组，一组给予高营养饲料，另一组给予普通饲料，饲养2月后采用ELISA检测血清中瘦素、瘦素受体浓度，检测大鼠体重、腹腔内脂肪含量，DEXA测定大鼠股骨骨密度，并进行骨形态计量。用各组动物头盖骨进行成骨细胞培养，MTT法测定成骨细胞的增殖，流式细胞仪检测成骨细胞的凋亡比例，RT-PCR观察成骨细胞表面不同瘦素受体mRNA表达、信号传导通路中STAT3 mRNA的变化，以及采用EMSA观察STAT3蛋白与相应核基因的结合活性。 结果： 1．去势组阴道细胞学无明显的动情周期，表现为低雌激素状态。去势组子宫横切面积较假手术组显著地缩小，并且子宫内膜厚度、内膜上皮高度、内膜腺体面积百分比等形态计量指标均小于假手术组。 2．大鼠体重在去势组增加明显，尤其是去势高营养组。高营养引起腹腔内脂肪量的增加，后者在两高营养组与leptin浓度正相关，在假手术高营养组还与BMD、骨小梁面积百分比正相关，在去势高营养组与BMC负相关；而血清leptin浓度除在去势高营养组与BMD负相关外，与其余各组骨量相关指标呈正相关关系。各组大鼠头盖骨成骨细胞培养发现在增殖和凋亡比上均没有统计学差异。 3．血清中瘦素受体变化趋势与瘦素相同，两者比值与体脂的变化趋势一致。瘦素与瘦素受体之间无明显的相关。简单相关分析中只有去势普通组LEP/LEPR与骨矿含量正相关。经过多元回归分析在假手术普通组LEP/LEPR与骨小梁面积百分比、骨小梁直径正相关，与骨小梁间距负相关；在假手术高营养组LEP/LEPR与骨小梁直径正相关，瘦素受体浓度与骨小梁间距正相关。偏相关分析后去势高营养组LEP/LEPR与BMC、BMD均呈负相关，假手术高营养组LEP/LEPR与骨小梁直径正相关，假手术普通组瘦素受体浓度与BMD负相关。成骨细胞上有瘦素长、短受体的存在，但OB-Rb mRNA在去势高营养组有60％无表达，假手术高营养组20％无表达，短受体OB-Ra mRNA在假手术高营养组、去势普通组、去势高营养组分别有40％、20％、20％无表达。 4．瘦素受体后信号传导系统中STAT3 mRNA的表达高营养组低于相应的普通组，去势组低于假手术组，与OB-Rb mRNA的表达比例一致。未发现OB-Ra mRNA与STAT3 mRNA的联系。STAT的EMSA结果变化规律与STAT3 mRNA的趋势相似。 结论： 1．去势动物模型是成功的。去势可能引起皮质骨骨量下降的趋势，去势后体重的明显增加可能部分减缓骨量的下降。 2．高营养是体内脂肪增加的重要影响因素，在去势后营养对体脂的影响更明显，且体脂与体重正相关。 3．瘦素由脂肪细胞产生，但体脂的增加并不伴随瘦素浓度的增加，而是血清中瘦素与瘦素受体比值的增加，提示体脂可能是通过调节血清中瘦素与其受体的比例来影响骨代谢。 4．体脂对骨代谢的作用可能是通过瘦素系统调节，瘦素对骨的作用在体脂影响很小的情况下以外周局部作用为主，即瘦素与骨量呈正相关；当体脂逐渐增加时，瘦素对骨的中枢作用逐渐增强，外周作用逐渐减弱，直至体脂达到一定界限后瘦素对骨的作用以中枢作用为主，抑制骨形成，瘦素与骨量呈负相关。