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丹参水提取物(DS)和丹参素(DSU)对实验性糖皮质激素性骨质疏松的作用及机制研究

崔燎  
【摘要】:目的 长期应用糖皮质激素(GC)可导致糖皮质激素性骨质疏松症(GIO),其发病率仅次于绝经后妇女骨质疏松及老年性骨质疏松。GIO可引起骨折等严重并发症,给患者、家庭和社会带来极大的负担。由于引起GIO的病因复杂,目前还没有理想的、特异的预防或治疗的药物,或只是限于采用治疗原发性骨质疏松症的药物。丹参及其水溶性提取物丹参注射液在临床广泛用于防治心血管疾病,具有抗脂质氧化、扩张微循环和抗炎等作用,我们认为这些药理作用可能是对抗GIO的理论依据。为了探讨水溶性成份丹参素对GIO的防治作用和机制,我们通过应用动物体内骨组织荧光标记和骨组织形态计量学方法、实验性骨生物力学方法、大鼠颅盖骨成骨细胞(rOB)和大鼠骨髓基质细胞(rMSCs)体外培养方法等,研究1)丹参水提取物(DS)和丹参素(DSU)对实验性GIO的防治作用及机制,特别探讨DS的体内药效学量效和时效关系;2)DS和DSU对体外rOB和rMSCs的细胞和分子生物学机制,特别探讨DS和DSU的促成骨作用、调控骨髓成骨源分化及抑制骨髓成脂肪分化的作用及其对抗GIO的作用机制。 方法 体内实验实验一(糖皮质激素对生长期大鼠的影响):32只3月龄雄 性SD大鼠(sPF级,平均体重228士109)随机分为4组,第一组为对照组(cont), 蒸馏水灌胃,其余3组以醋酸泼尼松(GC)2.7m叭g/d灌胃,以造成Glo, 同时给予下列药物:蒸馏水(GC组)、月一参水提物(DS)5创k留d(GC十DS组)、 复方钙剂(含葡萄糖酸钙0.59瓜留d+维生素D:250砂留d+司坦哩醇 o.smg/kg/d,Gc+co.组),共给药12周。实验二(糖皮质激素对成年期大鼠 的影响):86只6月龄雄性SD大鼠(S PF级,平均体重468士309),实验前6 只大鼠被杀死取材作为基础对照(B asal),其余随机分为10组,①、②组分别 为短期对照组(6w一coni,蒸馏水p.o)和短期激素造模组(6w一GC,GC 3 .om留k留d, 共6周p.0,激素用量及下同);③、④组分别为长期对照组(l Zw一cont,蒸馏 水p.o)和长期激素造模组(1 Zw一GC,GC给药共12周p.o);⑤组为激素撤退 组(GC/off, GC用药6周,再停6周);⑥、⑦组分别是撤退加DS治疗6周组 (oe/off+Ds/on6w,停Ge后,加Ds治疗6周,DS剂量为5.og/kg/d,尸.0) 和撤退加DS治疗12周组(GC/off+DS/on12w,GC用药6周后停药,而DS一 直给药12周,剂量同上);⑧、⑨、⑩组分别为低剂量DS预防组(GC+DS一L, GC加DS 2.59/kg/d尸.oX12周)、中剂量DS预防组(GC+DS一M,Ge加DS s.og/kg/dP.oX12周)和高剂量DS预防组(GC+DS一H,GC加DS lo.og/kg/d 尸.oxlZ周)。 所有动物在实验结束(处死)前14和13天皮下注射盐酸四环素 (25m留kg),前4和3天皮下注射钙黄绿素(sm叭g),进行体内骨矿化荧 光标记。大鼠心脏取血处死,分离血清作生化指标(肇丸酮,碱性磷酸盐,总 胆固醇及血钙、血磷)测定;分离右胫骨、第四腰椎作不脱钙硬组织切片, Goldner’5 Trichrome染色,测定骨组织形态计量学静态和动态参数;分离制 备右股骨、第五腰椎作三点弯曲和腰椎压缩试验;右尺骨作骨成份测定;分 离重要器官测量其湿重与体重比,其中肾上腺、翠丸作病理组织切片HE染 色观察。 体外实验采用新生大鼠颅盖骨成骨细胞(rOB)体外培养,测定DS 和DSU不同浓度和不同时间对rOB的增长、碱性磷酸酶(ALP)活性、I型胶 原(Type 1 eollagen,Coll一I)mRNA的表达、骨钙素(osteocalcin)分泌、rOB 体外矿化骨结节形成和:OB骨保护素(OPG)mRNA表达的影响;采用密度梯 度分离和反复贴壁方法进行大鼠骨髓基质细胞(rMSCs)体外扩增和培养,以 ALP化学染色和Con一1 mRNA(RT‘pcR方法)表达标一记rMScs的成骨诱导, 以脂肪细胞油红染色和测定脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LpL) mRNA(RT-PCR方法)表达标一记rMSCs的成脂肪诱导,检测DSU对rMSCs的 直接作用及在诱导剂下的相互作用。 半体内实验3月龄SD雄性大鼠分成4组,分别给予蒸馏水、泼尼松 2.7m妙岁d,泼尼松加DS 5.0妙留d、泼尼松加辛伐他丁2.0m留k留d,共给药 45天,实验结束取给药大鼠的双侧股骨分离骨髓基质细胞,每组的5只大鼠 的细胞合为一起培养,第一代扩增后,提取总RNA测定Coll一I和LPL的mRNA 表达。其中蒸馏水组和泼尼松组的:MSCS继续传代扩增后,体外直接加入 DSU,作用72hr后提取RNA测定Coll一I和LPL的mRNA表达。 结果 (1) Gc可致生长期大鼠骨质疏松:GC以2.7mg/k留g作用12周,可 明显降低生长期大鼠体重,抑制胫骨皮质外膜骨形成率,抑制纵向生长率, 骨小梁表面骨吸收增多,骨小梁面积百分率降低4,%(P0.01),伴随爵旨肪 组织面积增加,股骨中段破坏荷载下降19%P0.01),尺骨骨钙和骨轻脯氨 酸含量下降,血钙上升。 (2) Ds可对抗Gc致生长期大鼠骨质疏松:DS以5.0妙g/d预防给药 12周,可完全对抗GC引起的上述改变。与GC组比较,骨外膜骨形成率增 加149%(P0.01),骨小梁面积百分率(%Tb.Ar)升高75%(P0.01),骨 吸收周长(%OC.Pm)降低55%(P0.01),脂肪组织面积减少,血窦面积增多: 股骨中段破坏荷载升高31%(P0.01),体重增加,尺骨干重和骨钙、骨轻脯 氨酸含量明显增加。DS的作用明显超过复方钙剂组;DS使血钙恢复正常。 (3) Gc致成年期大鼠骨质的变


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