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摘要
目的 研究雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)抑制剂雷帕霉素(rapamycin, Rapa)对铁蓄积高转换骨质疏松骨生成的影响。方法 将16只8周龄野生(wide type, Wt)雌性小鼠和48只8周龄铁调素敲除(△Hep)转基因雌性小鼠予以卵巢切除(OVX),分为四组(Wt+OVX组、△Hep+OVX组、△Hep+OVX+羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose, CMC)组和△Hep+OVX+Rapa组)。Rapa为腹腔注射，3mg/(kg·d),持续2个月。CMC为Rapa溶剂，注射剂量及持续时间同Rapa。末次注射结束后4组小鼠处死取血清和骨组织标本。用股骨微型计算机断层扫描(micro computed tomography, micro-CT)检测股骨骨量及骨密度(bone mineral density, BMD)等参数，扫描电镜、HE染色检测骨量及骨小梁结构，生物力学实验检测股骨弯曲弹性模量、弯曲能量、最大弯曲应力、弯曲刚性系数，血清成骨指标如碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)、Ⅰ型前胶原N端前肽(procollagenⅠN-terminal propeptide, P1NP)、骨钙素(osteocalcin, OCN)等采用ELISA检测，成骨基因如Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,Runx2)、成骨相关转录因子SP7(transcription factor SP7,SP7)、ALP等表达采用RT-PCR检测。结果 股骨micro-CT显示，与Wt+OVX组相比，△Hep+OVX组和△Hep+OVX+CMC组BMD、骨体积分数(bone volume to total volume, BV/TV)、骨小梁数量(trabecular number, TB.N)、骨小梁厚度(trabecular thickness, TB.Th)、连接密度(connection density, ConnD)明显减少，骨小梁分离度(trabecular separation, TB.Sp)、结构模型指数(structure model index, SMI)明显增加；而△Hep+OVX+Rapa组较△Hep+OVX组和△Hep+OVX+CMC组BMD、BV/TV、TB.N、TB.Th、ConnD增加，TB.Sp、SMI减少(P<0.05)。股骨电镜、胫骨HE染色显示，与Wt+OVX组相比，△Hep+OVX组和△Hep+OVX+CMC组骨量及骨小梁明显减少，使用雷帕霉素后骨量及骨小梁明显改善(P<0.05)。生物力学显示，与Wt+OVX组相比，△Hep+OVX组和△Hep+OVX+CMC组弯曲弹性模量、弯曲能量、最大弯曲应力、弯曲刚性系数明显降低，注射雷帕霉素后明显恢复(P<0.05)。与Wt+OVX组相比，△Hep+OVX组和△Hep+OVX+CMC组血清成骨指标(ALP、P1NP、OCN)、骨组织成骨基因(Runx2、SP7、ALP)表达明显减少，雷帕霉素干预后明显增加(P<0.05)。结论 雷帕霉素可以提高铁蓄积高转换骨质疏松小鼠的骨量及成骨活性，具有改善骨生成作用。
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