Effect and mechanism of high-glucose environment on osteoblast function and bone quality in mice

Guo Zhi-Kang ,  

Li Xue ,  

Wang Rui ,  

Xie Xi-Xiu ,  

Feng Tao-Jin ,  

Li Yi ,  

Yin Peng-Bin ,  

Xu Li-Jun ,  

Zhang Li-Xia ,  

摘要

الهدف هو مراقبة تأثير تركيز الجلوكوز المختلف على تركيب وافراز كولاجين العظم في خلايا تكوين العظام لدي الفئران، وتحليل تأثير مرض السكري على كتلة العظام لدي الفئران. الطريقة(1) يتم اتباع طريقة هضم الكولاجين بواسطة البروتياز لعظام الجمجمة لاستخراج خلايا تكوين العظام الأصلية لدي الفئران، تم تقسيم التجربة إلى 4 مجموعات في ظروف تركيز جلوكوز مختلفة، وهي المجموعة القياسية (5.5 ملي مول/لتر)، المجموعة المتوسطة (11.5 ملي مول/لتر)، مجموعة السكر المتوسط والعالي (16.5 ملي مول/لتر)، والمجموعة العالية للسكر (25 ملي مول/لتر) لزراعة الخلايا. يتم استخدام الصبغة EdU لملاحظة قدرة انقسام الخلايا، وتقييم التجربة Transwell قادرة الخلية على الانتقال. يتم استخدام تقنية الفلورسنس المناعية للخلية وفحص الغربي لفحص وتحليل الكمي لمحتوى كولاجين النوع الأول (Col-1). تم استخدام تظليل الأرزين الصوديوم (ARS)، وتظليل الفوسفات القاعدي (ALP) لتقييم تأثير البيئة السكرية المختلفة في تكوين العظام. (2) تم تقسيم فئران سي 57BL/6 ذكرية تبلغ من العمر 6 أسابيع بشكل عشوائي إلى مجموعتين، مجموعة للمراقبة ومجموعة النموذج، كل مجموعة تحتوي على 5 فئران. تم استخدام نموذج الفئران المصابة بأمراض النموذج لعمل نموذج ماوس السكري 4 أسابيع بعد تغذية عالية الدهون، وتم تقييم قدرة خلايا تكوين العظام الأصلية لدي الفئران لتكوين العظام. (3) تم استخدام الماسح الضوئي المقطعي الميكروي (Micro-CT) لتحليل كثافة العظام في عظم الفخذ (BMD)، نسبة حجم العظام إلى الحجم الكلي (BV/TV)، عدد شعيرات العظام (Tb.N) وفصل شعيرات العظام (Tb.Sp)، وقياس الانحناء في ثلاث نقاط لتقييم الحمل الأقصى ومعامل الشيانغ وطاقة التكسير والصلابة. تم استخدام تقنية RT-qPCR لاختبار تعبير جينات تكوين العظام Alp، Opn، Col1a1 وجين Lox، وتم استخدام تظليل Masson وMallory لتقييم محتوى Col-1 على شعيرات العظام. النتائج(1) أظهرت نتائج تجربة EdU وTranswell أن قدرة انقسام خلايا تكوين العظام تنخفض بشكل كبير مع ارتفاع تركيز الجلوكوز بشكل تدريجي (P & lt؛ 0.001)، ومستوى تعبير بروتين Col-1 في خلايا تكوين العظام وإنزيم LOX. نزول كبير (P & lt؛ 0.01 أو P & lt؛ 0.001). أظهرت نتائج تجربة ألوان الأرزين الصوديوم (ARS) وألوان الفوسفات القاعدي (ALP) أن كمية ترسب أملاح الكالسيوم وأنشطة ALP تنخفض بشكل كبير مع زيادة تركيز السكر (P & lt؛ 0.05 أو P & lt؛ 0.001). (2) مقارنة بالمجموعة الرابطة، أظهرت الفئران في المجموعة النموذجية أعراض ثلاثة كثيرة واحدة قليلة ذات صلة بالسكري، وأظهرت ألوان ألوان الأرزين الصوديوم والفوسفات القاعدي أن كمية خلايا تكوين العظام تنخفض بشكل كبير (P & lt؛ 0.001). (3) أظهرت النتائج التجريبية لـ Micro-CT واختبار الانحناء في ثلاث نقاط أن الفئران في المجموعة النموذجية يعانون من تغيرات في الهيكل الميكروسكوبي للعظام ، Tb.N يقل، وTb.Sp يزيد، وأقصى حمل ومعامل الشيانغ وطاقة الكسر والصلابة تنخفض بشكل كبير (P & lt؛ 0.05). أظهرت النتائج التجريبية لـ RT-qPCR أن كمية جينات تكوين العظام Alp، Opn، Col1a1 و Lox لدي الفئران في المجموعة النموذجية تنخفض نسبياً بالمقارنة مع المجموعة الشاهد (P & lt؛ 0.01 أو P & lt؛ 0.001). أظهرت النتائج التجريبية من ألوان Masson وMallory أن كمية الكولاجين على شعيرات العظام تنخفض بشكل كبير مقارنة بالمجموعة الرابطة (P & lt؛ 0.01). الاستنتاج البيئة العالية للسكر يمكنها قمع تكوين العظام الخلايا تكوين العظام وقدرتها على التكاثر والانقسام. تضاءلت كتلة العظام لدى فئران السكري، وزادت هشاشتها، وقد تكون النسبة المنخفضة لإنزيم الاصطناع ومحتوى الكولاجين مشتركة في هذه العملية.

关键词

diabetes mellitus;high-glucose environment;osteoblasts;bone collagen;bone quality

阅读全文