GM6001對糖皮質激素性股骨頭壞死大鼠骨組織功能及骨代謝指標的影響

蘆敏慧 李 鵬 徐治平

(武漢市普愛醫院，湖北 武漢 430034)

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GM6001對糖皮質激素性股骨頭壞死大鼠骨組織功能及骨代謝指標的影響

蘆敏慧 李 鵬 徐治平

(武漢市普愛醫院，湖北 武漢 430034)

目的 探討靜脈注射基質金屬蛋白酶抑制劑GM6001對糖皮質激素性股骨頭壞死(SINFH)大鼠骨組織功能及骨代謝指標的影響。結果 采用健康SD大鼠臀肌注射甲基潑尼松龍制備SINFH模型，將72只模型大鼠隨機分為SINFH組，低劑量GM6001(GM6001-L)組和高劑量GM6001(GM6001-H)組。GM6001-L組和GM6001-H組在造模同時經尾靜脈注射50、100 mg/kg，1次/w，連續8 w。另取24只正常SD大鼠于臀肌注射相同劑量生理鹽水作對照。分別于造模2、4、6、8 w檢測各組血清磷、血清鈣水平，檢測造模8 w的血清骨代謝指標〔骨堿性磷酸酶(BALP)、骨鈣素(BGP)、破骨細胞型抗酒石酸酸性磷酸酶(StrACP)和降鈣素(CT)〕水平，采用雙能X線骨密度測定儀檢測造模8 w的股骨轉子及股骨頭的骨密度，通過股骨頭形態學觀察計數視野內成骨細胞數與破骨細胞數。結果 與對照組相比，SINFH組的血清鈣磷、BGP、CT、股骨轉子和股骨頭的骨密度及股骨頭成骨細胞計數均降低，而BALP水平及StrACP活性均和破骨細胞均升高(P<0.05)；GM6001可升高SINFH大鼠的血清鈣磷、BGP、CT水平、股骨頭成骨細胞計數及股骨轉子和股骨頭的骨密度，降低BALP水平及StrACP活性均和破骨細胞計數，與SINFH組和對照組均有統計學差異(P<0.05)；GM6001-H組的以上指標均優于GM6001-L組(P<0.05)。結論 GM6001可改善SINFH大鼠的血清鈣磷和骨代謝指標水平并升高股骨骨密度，抑制MMP活性在糖皮質激素性所致股骨頭壞死中有較好的防治價值。

GM6001；糖皮質激素性股骨頭壞死；骨組織功能；骨代謝指標

隨著臨床上糖皮質激素的廣泛應用，糖皮質激素性股骨頭壞死(SINFH)的發生率逐年升高，臨床上目前缺乏有效的治療手段〔1〕。SINFH不僅會造成患者疼痛及功能障礙，甚至會導致終生殘疾〔2〕。基質金屬蛋白酶(MMPs)是參與降解包括骨在內的全身各種組織細胞外基質的蛋白酶家族〔3〕。目前已證實MMPs不僅參與了組織發育修復、炎癥反應及腫瘤發生發展，而且與激素性骨壞死的發生有關〔4,5〕。多種藥物可通過抑制MMP活性發揮對SINFH的治療作用〔6,7〕，但直接采用MMP抑制劑治療SINFH的效果目前尚未報道。本研究擬探討MMP抑制劑GM6001對SINFH大鼠骨組織功能及骨代謝指標的影響。

1 材料與方法

1.1 主要試劑 GM6001購自美國Chemicon公司，甲基潑尼松龍購自美國Pfizer公司，骨鈣素(BGP)酶免試劑盒、骨堿性磷酸酶(BALP)酶免試劑盒購自美國ADL公司，降鈣素(CT)、抗酒石酸酸性磷酸酶(StrACP)試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.2 動物與分組 采用2月齡雄性SD大鼠(體重280～320 g)臀肌注射甲基潑尼松龍注射液制備SINFH模型，20 mg/kg左右臀大肌交替注射，1次/w，共8 w。將72只模型大鼠隨機分為SINFH組，低劑量GM6001(GM6001-L)組和高劑量GM6001(GM6001-H)組(n=24)。GM6001-L組和GM6001-H組在造模同時經尾靜脈注射50、100 mg/kg，1次/w，連續8 w。另取24只正常SD大鼠于臀肌注射相同劑量生理鹽水作對照。本實驗所用大鼠均購自北京維通利華實驗動物技術有限公司，飼養于SPF級實驗動物房中，濕度控制在60%～70%，室溫為(22±1)℃，照明晝夜明暗交替時間為12∶12。

1.3 血清鈣磷檢測 每組各選取6只大鼠，于造模后2、4、6、8 w清晨空腹狀態下心臟采血，每只大鼠取血5 ml，3 000 r/min離心15 min，分離血清，-80℃保存備用，采用全自動生化儀檢測以上血清樣本的鈣、磷水平。

1.4 血清骨代謝指標檢測 每組各選取6只大鼠，血清采集和處理同1.3，采用酶聯免疫試劑盒檢測(BALP)、BGP和CT活性，采用比色法檢測StrACP活性，以上操作完全遵守試劑盒說明書。

1.5 骨密度檢測 每組各選取6只大鼠，處死后取雙側股骨頭備用，采用雙能X線骨密度測定儀檢測活體股骨頭及股骨轉子間骨密度。

1.6 股骨頭形態學觀察 每組各選取6只大鼠，取兔雙側股骨頭沿其冠狀面正中鋸開，4%中性甲醛固定24 h行脫鈣處理，脫水12 h后石蠟包埋切片，常規蘇木精-伊紅染色后光鏡下觀察。每張切片在400倍鏡下隨機選取5個視野，計數視野內成骨細胞數與破骨細胞數。

1.7 統計學處理 采用SPSS16.0統計軟件。兩組間均數比較采用t檢驗，多組間均數比較采用單因素分析。

2 結 果

2.1 各組大鼠血清鈣磷水平比較 與對照組相比，SINFH組大鼠造模2、4、6和8 w的血清鈣磷水平降低(P<0.05)；除低劑量GM6001治療2 w外，SINFH大鼠經GM6001治療后以上時間點的血清鈣水平均升高，與SINFH組相比有統計學差異(P<0.05)；SINFH大鼠經GM6001治療后以上時間點的血清磷水平均升高，與SINFH組相比差異有統計學意義(P<0.05)；GM6001-H組以上時間點的血清鈣磷水平均高于GM6001-L組(P<0.05)。見表1。

表1 各組大鼠血清鈣磷水平比較

與對照組比較：1)P<0.05；與SINFH組比較：2)P<0.05；與GM6001-L組比較：3)P<0.05；下表同

2.2 各組大鼠的血清骨代謝指標水平比較 與對照組相比，SINFH組大鼠的BALP水平及StrACP活性均升高，BGP和CT水平均降低(P<0.05)；SINFH大鼠經GM6001治療后的BALP水平及StrACP活性均降低，BGP和CT水平均升高，與SINFH組相比有統計學差異(P<0.05)；GM6001-H組的BALP、BGP、StrACP和CT水平均優于GM6001-L組(P<0.05)。見表2。

2.3 各組大鼠的股骨骨密度及股骨頭細胞計數比較 與對照組相比，SINFH組大鼠股骨轉子及股骨頭的骨密度及股骨頭成骨細胞計數均降低，而破骨細胞升高(P<0.05)；SINFH大鼠經GM6001治療后的股骨轉子及股骨頭的骨密度均升高，成骨細胞計數升高，而破骨細胞計數降低與SINFH組相比有統計學差異(P<0.05)；GM6001-H組的股骨轉子及股骨頭的骨密度股骨頭成骨細胞計數和骨細胞計數均高于GM6001-L組(P<0.05)。見表2，表3。

表2 各組大鼠的血清骨代謝指標及骨密度水平比較±s,n=24)

表3 各組大鼠骨細胞計數

3 討 論

SINFH是一種臨床常見的醫源性疾病，長期大量糖皮質激素可增加破骨細胞數量及活性，加重骨吸收，同時通過抑制成骨細胞功能減少膠原的合成〔8〕。SINFH目前已被人們廣泛關注，臨床治療不理想，而股骨頭修復過程緩慢增加了治療難度〔9〕。因此，采取有效手段促進壞死區骨組織功能恢復正常是治療SINFH的關鍵。近年來發現MMPs在SINFH發生發展過程中起重要作用，如MMPs不僅促進了破骨細胞的活化，而且參與了被活化破骨細胞向礦化骨表面的遷移和貼附過程〔10〕。故采用MMP抑制劑GM6001治療SINFH有一定的可行性。

血中鈣磷水平受多個因子的調節，兩者水平變化與骨吸收及骨重建關系密切〔11〕。BALP被視為成骨細胞成熟的早期標志，與骨礦化關系密切，可為機體提供充足的無機磷來合成骨鹽結晶，發揮骨的礦化作用〔12〕。血清中的BGP來源于成骨細胞，其水平升高利于骨形成，且BGP變化靈敏，因而可直接反映代表骨代謝瞬間變化〔13〕。StrACP主要來源于破骨細胞，從破骨細胞分泌入血，可作為反映骨吸收的一個指標〔14〕。本研究結果顯示SINFH大鼠出現了嚴重骨功能異常及骨代謝紊亂，而經GM6001治療后以上指標獲改善，表明通過GM6001抑制MMP活性可起到改善SINFH伴有的骨功能異常及骨代謝紊亂。GM6001高劑量的改善效果優于低劑量，表明GM6001的濃度對其改善SINFH的效果有一定影響。

此外，鈣磷為骨的主要成分，對于保持骨的力學強度有重要作用，同時可用于維持體內礦物質平衡〔12〕。而GM6001提高SINFH大鼠的血清鈣磷水平對于促進新骨形成有一定作用。本研究觀察GM6001對SINFH大鼠股骨的骨密度影響發現，經GM6001處理后SINFH大鼠降低的股骨骨密度獲得升高，為GM6001改善SINFH提供直接證據。成骨細胞凋亡和破骨細胞激活是SINFH的最早期病理變化〔15〕。本研究發現GM6001可促進SINFH大鼠股骨細胞成骨細胞的生長并抑制破骨細胞的活化，這可能是其改善SINFH的基本方式之一。

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〔2015-11-17修回〕

(編輯 徐 杰)

蘆敏慧(1975-)，女，主管護師，主要從事骨科臨床研究。

R3

A

1005-9202(2016)19-4699-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.19.011