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目的:1.观察糖尿病大鼠的骨代谢改变、炎症、自噬相关指标的变化与TLR4表达的关系;2.探讨TLR4基因敲除对糖尿病大鼠骨代谢改变、炎症、自噬相关指标的影响。方法:1.实验设计:选用雄性普通SD大鼠和TLR4基因敲除SD大鼠各30只,随机分为对照组(con组,n=15)和造模组(DM组,n=15),con组予标准大鼠饲料,造模组予高糖高糖饲料(HSFDs)16周后,空腹腹腔注射1%STZ 30mg/kg,对照组予等量生理盐水。72小时后尾静脉采血,强生血糖仪检测空腹血糖连续3天≥16.7mmol/L者确定为2型糖尿病大鼠;造模成功后观察2周,con组继续予普通喂养2周作为对照。2.骨代谢指标与体成分检测:DEXA法测定各组下肢、脊柱、全身骨密度(BMD)及全身体成分组成;检测血清ALP、OCN和TRAP5b活性;HE染色法观察近端股骨的骨组织形态学;免疫组化法观察股骨成骨细胞;Western Blot测定大鼠近端股骨BMP-2、Collagen I蛋白。3.炎症相关指标:检测血清IL1、IL6、TNF-α水平;Western Blot测定大鼠近端股骨TLR4、MyD88、NF-κB、p-JNK、JNK炎症相关通路的蛋白表达情况;4.自噬相关指标检测:Western Blot测定大鼠近端股骨组织中LC3蛋白;免疫组化法观察股骨成骨细胞中LC3蛋白表达。结果:1.血糖:SD-DM组大鼠较SD-con组血糖明显升高(P<0.05),TLR4KO-DM组的血糖较SD-DM组的血糖下降(P<0.05)。2.骨代谢与体成分:与SD-con组比较,SD-DM组的下肢、脊柱、全身骨密度均降低(P>0.05)。TLR4KO-DM组较TLR4KO-con组的下肢、脊柱、全身骨密度均轻微上升(P>0.05)。均在普通喂养下的control组,TLR4KO-con组较SD-con组大鼠体重、全身脂肪、全身肌肉、全身骨密度均降低(P<0.05)。与SD-con组比较,SD-DM组ALP表达明显降低(P<0.05),OCN表达升高(P<0.05);与SD-DM组比较,TLR4KO-DM组ALP表达升高(P<0.05),OCN表达降低(P<0.05)。与SD-con组比较,SD-DM组大鼠股骨近端BMP-2、Collagen I蛋白表达均明显降低(P<0.05);与SD-DM组比较,TLR4KO-DM组二者蛋白表达均升高(P<0.05)。与SD-con组比较,SD-DM组大鼠股骨成骨细胞中的OCN蛋白表达明显降低(P<0.05);与SD-DM组比较,TLR4KO-DM组大鼠股骨成骨细胞中的OCN蛋白表达升高(P<0.05)。3.炎症:与SD-con组比较,SD-DM组IL-1表达明显上升(P<0.05);与SD-DM组比较,TLR4KO-DM组IL-1表达下降(P<0.05)。与SD-con组比较,SD-DM组大鼠股骨近端TLR4、MyD88、NF-κB、p-JNK/JNK蛋白表达均明显升高(P<0.05);与SD-DM组比较,TLR4KO-DM组TLR4、MyD88、NF-κB、p-JNK/JNK表达均下降(P<0.05)。4.自噬:与SD-con组比较,SD-DM组大鼠近端股骨和成骨细胞LC3蛋白表达明显升高(P<0.05);与SD-DM组比较,TLR4KO-DM组大鼠近端股骨和成骨细胞LC3蛋白表达下降(P<0.05)。结论:1.糖尿病可减少大鼠的骨形成,降低大鼠的骨密度,并可增加大鼠体内IL-1、TLR4等相关炎症指标的表达和成骨细胞的自噬水平。2.TLR4基因敲除可以降低高血糖引起的大鼠体内炎症指标升高及拮抗成骨细胞自噬,从而有益于糖尿病大鼠的骨代谢。