胰高血糖素样肽--1改善小鼠成骨细胞增殖与分化功能的机制研究

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1、南方医科大学201o级临床医学博士学位论文胰高血糖素样肽一1改善小鼠成骨细胞增殖与分化功能的机制研究TheEff．ectsandMechanismsofGlucagon—LikePeptide一1(GLP一1)onProliferationandOsteogenicDif托rentiationofmouseOsteobIast课题来源：国家自然科学基金(81270966)广东省自然科学基金(s2012o1o09494)学位申请人杨力导师姓名蔡德鸿教授、李青南教授专业名称临床医学培养类型学术型培养层次博士研究生所

2、在学院第二临床医学院答辩委员会主席曾龙驿教授答辩委员会委员薛耀明教授杨华章教授冯烈教授李万根教授2014年4月20日广州博士学位论文㈣㈣圳咖㈣IlIll㈣ⅧⅢⅧlY2618027胰高血糖素样肽．1改善小鼠成骨细胞增殖与分化功能的机制研究博士研究生：杨力指导教师：蔡德鸿、李青南摘要研究背景随着中国人口生活方式的改变及老龄化进程加快，糖尿病的发病率显著升高，而其造成的糖尿病相关性骨质疏松，更可使骨折等并发症显著升高，从而严重影响老年人的健康及生活质量，并大大加重了社会负担。骨质疏松是一种以骨量减少，骨组织微结构破坏

3、，导致骨强度损害，骨脆性增加，易发生骨折为特征的系统性骨骼疾病。其病理过程为破骨细胞(osteoclasts，OC)骨吸收和成骨细胞(osteoblasts，OB)骨形成之间的骨转换平衡失调。目前，糖尿病对骨强度损害的具体发病机制仍不十分清楚。在2型糖尿病中，低骨转换的存在可造成成骨细胞活性下降，继而影响骨质量。在这个过程中，多种因素参与其中，包括高血糖、高尿钙、肾功能不全、微血管疾病及炎症。胰高血糖素样肽一1(91ucagon-likepeptide一1，GLP一1)是由远端回肠、直肠和结肠L细胞分泌的一种多

4、肽。近年来，因其促进胰岛D细胞增殖、抑制凋亡及血糖依赖性促进胰岛素分泌，抑制胰高血糖素释放作用，在2型糖尿病治疗中备受关注，并被认为是临床治疗中很有前景的药物。因其作用机制的特点，人们发现GLP．1除有广为人知的降糖效果外，还具有包括骨骼在内的许多胰腺外的潜在益处。最近研究报道，GLP．1对骨骼的获益不仅在动物实验中，而且在临床数据中亦有证实。临床证据显示，增加GLP．1水平的药物，如DPP。4抑制中文摘要剂，对2型糖尿病骨骼有正性作用，说明GLP一1参与糖尿病状态下骨代谢的调节。在骨吸收方面，证实其可通过刺激

5、甲状腺C细胞降钙素分泌而间接抑制破骨细胞骨吸收；在骨形成方面，动物实验发现GLP一1亦能刺激糖尿病及胰岛素抵抗动物模型的骨形成及骨密度，这提示GLP．1对成骨途径相关细胞也有影响，但其具体机制尚不明确。GLP．1受体(GLP．1R)是G蛋白耦联受体B家族中胰高血糖素样受体亚家族成员，广泛分布于胰腺、心脏、血管内皮细胞、肺、肾等多种组织、器官，并通过与其特异性受体结合，激活第二信使。在多种细胞中，GLP．1主要通过激活cAMP—PKA途径而发挥生理功能。在既往研究过程中，关于成骨细胞上是否存在GLP一1受体仍存在

6、争议。目前体外研究发现，不同分化阶段的成骨样细胞株上GLP一1受体的表达有所差异。部分细胞株表达GLP一1受体并促进骨形成指标的表达，但还没有证据证明GLP．1是否通过GLP．1受体直接作用于成熟成骨细胞并发挥生理作用。此问题有待进一步研究探索。近年来，氧化应激所造成蛋白质氧化修饰产物蓄积与糖尿病性骨质疏松的关系逐渐引起人们的关注。晚期糖基化终产物(advancedglycationendproducts，AGEs)是体内蛋白质经非酶催化的Maillard反应形成的碳水化合物及其中间产物化学修饰的化合物。既往研

7、究已证明，在糖尿病中AGEs形成和积累加速，导致多种糖尿病慢性并发症的发生。AGEs在糖尿病骨质量损伤中亦起主要作用。首先，AGEs与胶原的过交联可导致骨韧性及弹性下降及骨脆性增加。其次，AGEs与其受体(receptorforadvancedglycationendproducts，RAGE)结合后，通过NADPH酶促使活性氧簇(reactiveoxygenspecies，ROS)生成增加，引起氧化应激反应，继而激发成骨细胞、破骨细胞的炎症反应，明显抑制0B增殖及增加其凋亡。最近，证据亦显示AGEs可增加0B

8、的凋亡及成骨分化。因此，AGEs．RAGE通路可通过抑制OB，在糖尿病相关骨质疏松的发病中起重要作用。AGEs测量血清及尿中的AGEs成分可作为糖尿病病人预测骨折的有效指标。体外实验中，有文献报道GLP。1可对抗多种细胞，如胰腺B细胞，内皮细胞和肾小球系膜细胞中AGEs诱导的氧化损伤，通过提高cAMP水平，下调RAGEII博士学位论文的表达。我科既往研究也初步证实GLP．1可通过抑制R