高脂饮食通过抑制Wnt/β-catenin信号介导对骨质疏松大鼠骨密度和骨修复的负面影响

摘要

目的 评估高脂饮食(HFD)对骨质疏松大鼠骨密度(bone mineral density,BMD)及骨修复的影响并探讨可能的机制.方法 将雌性SD大鼠随机分为三组:假手术卵巢切除组(Sham)、手术卵巢切除模型组(OVX)、手术卵巢切除模型+HFD(OVX+HFD);随后所有大鼠在双侧去卵巢手术或假手术后12周基础上制作双侧股骨干建立骨缺损模型,OVX+HFD组大鼠在股骨上接受HFD干预4周.随后使用影像学、血清学、骨生物力学以及基因水平检测来评估骨修复效果.结果 与Sham组相比,OVX和OVX+HFD组的血清E2、ALP水平均显著降低(P<0.05),而TRAP水平均显著升高(P<0.05);OVX和OVX+HFD组之间有显著差异(P<0.05).Micro-CT检测显示OVX+HFD组骨修复效果较OVX和Sham组明显降低;定量检测结果显示OVX+HFD组的BMD、Tb.N和Tb.Th显著小于OVX组(P<0.01),而Tb.Sp(P<0.05)在OVX+HFD组中明显大于在OVX组.生物力学显示HFD干预后明显降低了去卵巢大鼠骨缺损部位的机械强度,包括大鼠股骨的极限载荷、刚度、能量吸收和弹性模量(P均<0.05);基因检测表明与OVX组相比,OVX+HFD组Smad2、Smad3和GSK-3βmRNA表达显著增加(P<0.01),而Wnt1和β-cateninmRNA表达均显著降低(P<0.01).结论 HFD对骨质疏松状态下骨缺损愈合有负面影响,而这种影响可能是通过对Wnt/β-catenin信号传导抑制来实现的.