骨碎补黄酮对实验性骨质疏松的防治效应及作用机制研究

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1、学校代码10699分类号R96密级学号2011100203题目骨碎补黄酮对实验性骨质疏松的防治效应及作用机制研究作者宋双红学科、专业航空宇航科学与技术指导教师商澎教授申请学位日期2017年3月西北工业大学博士学位论文（学位研究生）题目：骨碎补黄酮对实验性骨质疏松的防治效应及作用机制研究作者：宋双红学科专业：航空宇航科学与技术指导教师：商澎教授2017年3月Title:EffectsandMechanismsofTotalFlavonoidsfromDrynariaeRhizomaonPreventiona

2、ndTreatmentofOsteoporosisBySongShuang-hongUndertheSupervisionofProfessorShangPengADissertationSubmittedtoNorthwesternPolytechnicalUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofPhilosophyXi’anP.R.ChinaMarch2017摘要摘要随着载人航天工程的发展和空间科学实验的深

3、入，航天员和科学家在太空的实验活动日益频繁，而长时间处于太空微重力环境，骨骼系统失去原在地球表面所受的外部力学刺激，导致机体骨代谢紊乱和功能障碍，出现负钙平衡和骨丢失现象，严重威胁宇航员的健康和飞行任务的顺利执行。因此研究失重性骨质疏松及其预防措施，已成为当前空间生物技术和航天医学面临的重要课题之一。中医药防治和骨质疏松临床症状相类似的骨病已有千余年的历史，我国在应用中草药进行航天药物防护的研究上也取得了一定的进展，浩瀚的中医药宝库有待航天医药工作者进一步开发和利用。骨碎补[Drynariafortune

4、i(KunzeexMett.)J.Sm.]为蕨类植物槲蕨的干燥根茎，是骨伤科常用中药，具有补肾强骨、续伤止痛之功效。本课题首先建立大鼠尾悬吊模拟失重性骨质疏松动物模型及大鼠去卵巢模拟绝经后骨质疏松动物模型，然后采用骨碎补总黄酮（DRTF）及其主要成分柚皮苷（naringin）和新北美圣草苷（neoeriocitrin），观察其对失重性骨丢失和绝经后骨丢失的防治效果，并进一步在细胞和分子水平研究其对与骨质疏松密切相关的成骨细胞的影响及其作用的分子机制。本论文开展的主要研究工作与获得的结果如下：1.骨碎补总黄

5、酮对大鼠失重性骨质疏松的功效首先建立后肢去负荷尾悬吊大鼠模型，然后将大鼠随机分为基础对照组（baseline），正常对照组（control），尾悬吊模型组（HLU）及尾悬吊给予骨碎补总黄酮治疗组（HLU-RDTF），尾吊持续28d后，收集大鼠血清和尿液，检测相关骨转化指标；收集大鼠骨骼样本，采用三点弯曲法对股骨力学性能进行分析；采用DEXA骨密度仪对骨矿密度（BMD）和骨矿含量（BMC）进行检测；通过MicroCT对股骨干骺端骨小梁微结构进行测定；通过RT-PCR方法检测成骨相关基因的表达。实验结果显示，

6、HLU组大鼠股骨和胫骨BMD显著下降，股骨骨小梁微组织结构明显退化，股骨和胫骨力学性能降低，骨转换率显著增加。HLU-DRTF组股骨和胫骨BMD相对HLU组有升高趋势，股骨和胫骨力学指标有不同程度上升，骨转换率降低，大鼠股骨干骺端骨小梁微结构参数如BV/TV、Tb.Th和Tb.N显著提高，而Tb.Sp显著下降，说明骨组织微结构得到了改善；RT-PCR结果显示DRTF可能对骨形成和骨重建过程中OPG/RANKL/RANK信号通路和Wnt/β-catenin信号通路发挥调控作用。本研究结果显示DRTF对失重性

7、骨丢失有较好的防治效果，具有进一步开发为防治失重性骨质疏松药物的潜力。2.骨碎补总黄酮对去卵巢致大鼠骨质疏松的功效本实验以17-β-雌二醇（E2）作为阳性对照，通过大鼠卵巢切除术构建绝经后骨质疏松动物模型（OVX），分组并给予不同浓度DRTF连续灌胃治疗12w，收集大鼠血清和尿液，检测相关生理生化指标；取大鼠骨组织分别检测骨密度、骨力学性能、股骨干骺端骨小梁微结构等，并研究DRTF对MC3T3-E1前成骨细胞增殖和分化成熟的影响。动I西北工业大学博士学位论文物水平研究结果显示，DRTF能阻止雌激素减少引起

8、的大鼠体重增加、骨量减少和骨小梁微结构退化，增加OVX大鼠骨质，降低骨转化率并有效改善骨小梁微结构和骨力学性能，且对子宫和其他器官的无刺激的作用；细胞水平的结果显示，DRTF可以促进MC3T3-E1细胞增殖、分化并明显促进成骨细胞矿化结节的形成。机体所受力学刺激减少或雌激素水平降低均可使骨骼发生不利改变。文献报道尾悬吊模拟失重导致大鼠血清中E2水平均显著低于正常对照组，本研究结果显示DRTF可有效防治雌激素分泌较少所致的骨质疏