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实验目的:1、观察重组人甲状旁腺素(Recombinant Human Parathyroid Hormone,PTH1-34)对小鼠手术诱导的不同时期骨关节炎(osteoarthritis,OA)的影响并探索其机制;2、观察PTH1-34对1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)小鼠手术诱导的早期骨关节炎的影响。实验方法:第一部分:重组人甲状旁腺素对小鼠不同时期骨关节炎的作用差异1.C57BL/6J小鼠随机分组,右下肢内侧半月板切除术(medial meniscectomy,MM)诱导小鼠骨关节模型,对侧肢体做假手术(sham)处理,按计划分别予生理盐水、PTH1-34溶液腹腔注射,并按时处死小鼠取材;2.使用Micro CT扫描三维重建观察小鼠关节软骨下骨骨量及结构改变;3.小鼠取材标本脱钙、脱水处理后常规石蜡包埋并制备4μm石蜡切片;4.采用HE染色观察关节软骨细胞及软骨下骨改变;5.利用番红0-固绿染色观察关节软骨及软骨基质改变,利用国际骨关节炎学会(Osteoarthritis Research Society International,OARSI)推荐的组织病理学评分对小鼠骨关节炎进行评分;6.进行免疫组织化学染色检测1型甲状旁腺素受体(PTHR1)、血管内皮生长因子(VEGF)、成骨细胞标志物核心结合因子2(RUNX2),基质金属蛋白酶13(MMP-13)的表达水平;第二部分:重组人甲状旁腺素对1型糖尿病小鼠早期骨关节炎的保护作用1.1型糖尿病(Type 1 diabetes mellitus,T1DM)小鼠模型建立:十二周龄C57BL/6J小鼠禁食(自由饮水)14 h,腹腔注射1%链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)溶液4.5μL/g,每日1次,连续6 d,建模完成1周后测小鼠空腹血糖,小鼠空腹血糖连续3 d超过250 mg/dL认为T1DM模型成功建立;2.小鼠随机分组,采用创伤不稳定的内侧半月板(destabilization of the medial meniscus,DMM)手术合并内侧半月板部分切除术诱导小鼠膝关节OA模型;干预组小鼠腹腔注射PTH1-34溶液,按时处死小鼠取材;3.使用Micro CT扫描三维重建观察小鼠关节软骨下骨骨量及结构改变;4.小鼠取材标本脱钙、脱水处理后常规石蜡包埋并制备4μm石蜡切片;5.采用HE染色观察关节软骨细胞及软骨下骨改变;6.利用番红0-固绿染色关节软骨及软骨基质改变,利用国际骨关节炎学会(Osteoarthritis Research Society International,OARSI)推荐的组织病理学评分对小鼠骨关节炎进行评分;实验结果:一、PTH1-34在早期抑制小鼠OA进展,在晚期促进小鼠关节破坏1.手术诱导的小鼠骨关节炎随病程不断进展,软骨下骨的骨量在骨关节炎进展早期降低,而在晚期增加。与盐水治疗组相比,在术后立即进行PTH1-34干预可增加关节软骨下骨骨量并抑制关节软骨退变;2.在术后6周进行PTH1-34干预,小鼠关节软骨下骨量进一步增加,与此同时小鼠关节软骨退变破坏明显加重;3.免疫组织化学染色表明血管内皮生长因子(VEGF)、成骨细胞标志物核心结合因子2(RUNX2)、基质金属蛋白酶13(MMP-13)等在关节软骨中的表达水平与关节软骨的破坏水平呈正相关。二、PTH1-34延缓T1DM小鼠OA早期软骨下骨量降低并抑制OA进展1.与血糖正常小鼠手术诱导OA 3周时相比,T1DM小鼠手术诱导OA 3周时关节软骨下骨量进一步下降,关节软骨破坏程度更严重;2.术后立即进行PTH1-34干预可改善T1DM小鼠关节软骨下骨骨量丢失,并改善关节软骨的破坏。结论:一、在OA早期伴有软骨下骨骨量降低,早期使用PTH1-34后可逆转小鼠OA早期软骨下骨骨量丢失并抑制软骨退变;在OA晚期应用PTH1-34干预促进了软骨破坏。这提示临床应用PTH1-34及相关制剂治疗骨关节炎应具体评估利弊,需要慎重选择。二、T1DM可加速骨量的丢失并促进OA早期进展,使用PTH1-34后可逆转T1DM小鼠OA早期软骨下骨骨量丢失,在T1DM OA发生早期起到保护作用。