IL-6在糖皮质激素性骨质疏松小鼠椎体骨髓基质细胞成骨分化障碍中的作用机制研究

摘要

随着老龄化社会的到来及社会环境的深刻改变，骨质疏松症越来越成为常见的骨骼系统疾病之一。其主要表现为骨量减少、骨组织微结构改变、骨机械强度降低直至发生骨折。由于强大的免疫调节作用，糖皮质激素被广泛用于治疗各种炎症和自身免疫性疾病，然而，治疗使用糖皮质激素往往会导致严重的临床并发症，骨质疏松症甚至骨折就是其中重要的一种。糖皮质激素性骨质疏松症是最常见的继发性骨质疏松症。
　　胸腰椎椎体骨折是最常见的骨质疏松性骨折。除了疼痛，骨质疏松性骨折导致的活动障碍可进一步引起肺部感染、肌肉萎缩、日常生活不能自理及社会孤立等一系列严重后果。肌肉骨骼系统中，骨质形成及矿化是由源于骨髓基质细胞(bone marrowstromal cells，BMSC)的成骨细胞定向分化的结果。很多文献均发现骨质疏松症患者的BMSC成骨分化是有缺陷的，但其原因至今不明，在本研究中我们试图从分子水平探讨其中的原因。
　　本实验首先构建糖皮质激素性骨质疏松小鼠动物模型(glucocorticoid inducedosteoporosis，GIO):使用泼尼松缓释片皮下埋入4周，骨组织形态学分析、骨密度及血清骨代谢指标检测等方法证实模型成功构建后，自造模成功的小鼠胸腰椎椎体分离BMSC并体外传代培养，骨形态发生蛋白2(BMP2)诱导其向成骨细胞定向分化。Von Kossa染色法计数成骨细胞克隆数(CFU-OB)，MTT法比较正常小鼠和骨质疏松小鼠BMSC增殖率，定量RT-PCR比较两组RANKL、OPGmRNA表达情况，诱导1周及3周时分别使用碱性磷酸酶(ALP)及茜素红染色法测定成骨分化情况，诱导2周时使用定量RT-PCR比较两组Runx2、OPN、osteocalcin mRNA表达情况。通过观察证实GIO的BMSC成骨分化障碍。
　　再通过抗体芯片技术检测与骨代谢密切相关的36个指标，发现白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）表达水平异常增高，并进一步对细胞培养体系中加入IL-6中和抗体及慢病毒shRNA感染下调IL-6表达后，综合使用上述检测方法探讨GIO小鼠椎体BMSC成骨分化障碍的分子机制。最后使用IL-6中和抗体进行小鼠体内治疗，并检测相关成骨分化指标。
　　本实验验证了GIO小鼠椎体BMSC体外增殖减慢且伴成骨分化障碍，并得出以下
　　结论:
　　1、GIO小鼠椎体BMSC IL-6过度分泌，且该情况在使用BMP2诱导成骨时同样存在;
　　2、IL-6过度分泌是导致GIO小鼠椎体BMSC成骨分化障碍的重要原因;
　　3、IL-6负性调节Wnt/B-catenin信号通路导致GIO小鼠椎体BMSC的成骨分化障碍;
　　4、体内使用IL-6中和抗体可改善GIO小鼠的骨质疏松疾病表型
　　本实验加深了对GIO病理生理的认识，提出了在以后的GIO治疗研究中IL-6可作为一个重要的治疗靶点的新观点，为进一步临床开发GIO药物提供了参考。

目录

声明

摘要

第一章 引言

一、本文研究背景

1、骨质疏松症概述

2、GIO的发病机制概述

3、BMSC成骨分化的分子机制概述

二、本研究的目的、内容、意义、方法及技术路线

1、研究目的

2、研究内容

3、研究意义

4、研究方法

5、技术路线

参考文献

第二章 GIO小鼠模型的构建与表征

一、材料与方法

1、材料与试剂

2、实验仪器

3、实验方法

二、实验结果

三、讨论

参考文献

第三章 GIO小鼠椎体BMSC体外培养及异常骨代谢标志物的筛选

一、材料与方法

1、实验材料与试剂

2、实验仪器

3、实验方法

二、实验结果

三、讨论

参考文献

第四章 IL-6介导了GIO小鼠椎体BMSC成骨分化障碍及其机制

一、材料与方法

1、实验材料与试剂

2、实验仪器

3、实验方法

二、实验结果

三、讨论

参考文献

第五章 IL-6-／-小鼠BMSC的成骨分化

一、材料与方法

1、实验材料与试剂

2、实验仪器

3、实验方法

二、实验结果

三、讨论

参考文献

第六章 IL-6中和抗体对小鼠GIO表型的挽救

一、材料与方法

1、实验材料与试剂

2、实验仪器

3、实验方法

二、实验结果

三、讨论

参考文献

主要结论与展望

综述 肾上腺糖皮质激素性骨质疏松症发病的分子机制

中英文缩略词表

攻读学位期间公开发表的论文

致谢