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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
Na+對(duì)幼鼠骨骼生長(zhǎng)的影響及其分子機(jī)理研究
小類(lèi)：
生命科學(xué)
簡(jiǎn)介：
本研究旨在探討高、低Na+飲食對(duì)幼年大鼠骨骼生長(zhǎng)的影響，繼而研究其內(nèi)在機(jī)理，首先應(yīng)用骨形態(tài)計(jì)量學(xué)，研究不同濃度鈉離子對(duì)幼鼠骨骼生長(zhǎng)的影響。然后檢測(cè)Na+對(duì)大鼠成骨細(xì)胞Ob成骨功能的調(diào)節(jié)，及其相關(guān)基因mRNA的變化，以探討其內(nèi)在機(jī)制
詳細(xì)介紹：
目的: 應(yīng)用骨形態(tài)計(jì)量學(xué)，研究不同濃度Na+對(duì)幼鼠骨骼生長(zhǎng)的影響，并探討其機(jī)理，包括Na+對(duì)大鼠成骨細(xì)胞成骨功能的調(diào)節(jié)，及其相關(guān)基因mRNA的相應(yīng)變化。方法: 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)： 5周齡雌性SD大鼠18只，隨機(jī)分為3組，分別喂飼含鈉量不同的鼠糧，正常組含Na+1%，高鈉組含Na+8%，低鈉組含Na+0.13%，連續(xù)喂養(yǎng)60天。每日監(jiān)測(cè)飲水量、食量及定期測(cè)量體重。實(shí)驗(yàn)結(jié)束，動(dòng)物處死取左側(cè)脛骨分成兩段，進(jìn)行不脫鈣骨包埋，骨形態(tài)計(jì)量學(xué)分析骨生長(zhǎng)情況。體外實(shí)驗(yàn)：分別應(yīng)用CCK-8試劑盒和AKP試劑盒檢測(cè)5種不同濃度Na+對(duì)成骨細(xì)胞增殖和分化的影響。再?gòu)闹羞x用低（1×10-4mol/L），中（0.1 mol/L），高（0.5 mol/L）3種濃度，于處理細(xì)胞15min、30min及2h時(shí)，通過(guò)RT-PCR測(cè)定Na+對(duì)成骨功能相關(guān)基因OPN，Cbfa1 mRNA轉(zhuǎn)錄的影響。結(jié)果: 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)：脛骨上段松質(zhì)骨：低鈉組骨小梁面積百分?jǐn)?shù)（BV/TV）高于正常組（P<0.05），高鈉組與對(duì)照組比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 而高鈉組較低鈉組骨小梁厚度減?。╬<0.05）。與正常組比，低鈉組動(dòng)態(tài)參數(shù)中骨形成率明顯升高（P<0.05），破骨細(xì)胞數(shù)量及其貼壁周長(zhǎng)明顯降低（P<0.05）。高鈉組與正常組相比無(wú)顯著性差異, 高、低鈉組比較，亦無(wú)明顯差異。體外實(shí)驗(yàn)： 在1×10-4mol/L至1 mol/L濃度范圍內(nèi)，Na+對(duì)成骨細(xì)胞增殖無(wú)明顯影響。但與正常組相比，低濃度Na+能明顯促進(jìn)成骨細(xì)胞分化，使AKP活性增加，高濃度則呈抑制作用。RT-PCR檢測(cè)結(jié)果示：經(jīng)處理2h后，與正常組相比，低濃度Na+顯著地上調(diào)OPN,Cbfa1 mRNA的轉(zhuǎn)錄，高濃度組亦呈抑制作用。然而OPN,Cbfa1基因?qū)a+調(diào)節(jié)做出反應(yīng)所需的時(shí)間存在差異，Cbfal基因在經(jīng)處理30min時(shí)即可出現(xiàn)mRNA轉(zhuǎn)錄變化，而OPN基因則在處理2h時(shí)才出現(xiàn)相應(yīng)改變。結(jié)論: 低鈉飲食通過(guò)促進(jìn)骨形成，抑制骨吸收而有利于幼鼠骨骼生長(zhǎng)，其機(jī)理是Na+調(diào)節(jié)成骨關(guān)功能基因OPN,Cbfa1的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞成骨功能，且調(diào)節(jié)初期各基因轉(zhuǎn)錄變化具有時(shí)間差異。

作品專(zhuān)業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

本研究旨在探討高、低Na+飲食對(duì)幼年大鼠骨骼生長(zhǎng)的影響，繼而研究其內(nèi)在機(jī)理，首先應(yīng)用骨形態(tài)計(jì)量學(xué)，研究不同濃度鈉離子對(duì)幼鼠骨骼生長(zhǎng)的影響。然后檢測(cè)Na+對(duì)大鼠成骨細(xì)胞Ob成骨功能的調(diào)節(jié)，及其相關(guān)基因mRNA的變化，以探討其內(nèi)在機(jī)制。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

Na+攝入異常已經(jīng)被證實(shí)與骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，然而Na+如何影響骨代謝異常的內(nèi)在機(jī)制未明，更加缺乏針對(duì)Na+攝入異常對(duì)骨骼成長(zhǎng)的影響研究。本研究應(yīng)用骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)先從實(shí)驗(yàn)動(dòng)物整體水平分析Na+攝入對(duì)幼年期骨骼生長(zhǎng)的影響，再用血清藥理學(xué)、分子生物學(xué)從細(xì)胞水平和分子水平對(duì)其機(jī)制開(kāi)展了全面、多層次的探討，實(shí)驗(yàn)結(jié)果科學(xué)可信，研究?jī)?nèi)容處于國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

鈉鹽是人類(lèi)不可缺少的食品，很容易通過(guò)食物攝入人體而致Na+攝入增高、降低的狀況。Na+攝入異常已經(jīng)被證實(shí)與高血壓、心血管疾病及骨質(zhì)疏松有關(guān)。然而Na+攝入對(duì)幼年期骨骼生長(zhǎng)的影響尚無(wú)定論，而且Na+如何影響骨量增減的內(nèi)在機(jī)制也未明。本研究明確了低Na+飲食能促進(jìn)大鼠幼年期骨骼生長(zhǎng)，對(duì)人類(lèi)兒童的飲食規(guī)范有一定的指導(dǎo)作用；而對(duì)其機(jī)制的探討也有助于我們了解Na+與骨骼生長(zhǎng)間的內(nèi)在聯(lián)系。

學(xué)術(shù)論文摘要

目的: 應(yīng)用骨形態(tài)計(jì)量學(xué)，研究不同濃度Na+對(duì)幼鼠骨骼生長(zhǎng)的影響，并探討其機(jī)理，包括Na+對(duì)大鼠成骨細(xì)胞成骨功能的調(diào)節(jié)，及其相關(guān)基因mRNA的相應(yīng)變化。方法: 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)和體外實(shí)驗(yàn).結(jié)論: 低鈉飲食通過(guò)促進(jìn)骨形成，抑制骨吸收而有利于幼鼠骨骼生長(zhǎng)，其機(jī)理是Na+調(diào)節(jié)成骨關(guān)功能基因OPN,Cbfa1的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞成骨功能，且調(diào)節(jié)初期各基因轉(zhuǎn)錄變化具有時(shí)間差異。

獲獎(jiǎng)情況

作品已受《廣東醫(yī)學(xué)》接收，將于近期發(fā)表；并撰寫(xiě)英文文章，目前投稿于《Nutrition Research》。

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

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同類(lèi)課題研究水平概述

鈉鹽是人類(lèi)日常生活中不可缺少的食品，常用作食物的添加劑、調(diào)味劑等，很容易通過(guò)食物攝入人體而致Na+攝入增高、降低的狀況。Na+攝入異常已經(jīng)被證實(shí)與一些病變有關(guān)，包括高血壓、心血管疾病，近年來(lái)國(guó)外有臨床研究表明過(guò)量的Na+攝入會(huì)導(dǎo)致人體血液中鈣含量的降低，從而引發(fā)骨質(zhì)疏松癥。國(guó)內(nèi)外對(duì)Na+攝入的研究側(cè)重于高血壓、糖尿病等疾病，較少關(guān)注其與骨的關(guān)系。更缺乏Na+對(duì)幼年期骨骼生長(zhǎng)影響的研究。本實(shí)驗(yàn)采用骨形態(tài)計(jì)量學(xué)，研究Na+的攝入量不同在幼年期是否會(huì)對(duì)骨組織的生長(zhǎng)發(fā)育存在不同影響。實(shí)驗(yàn)證實(shí)低鈉飲食通過(guò)促進(jìn)骨形成，抑制骨吸收而有利于幼年大鼠骨骼的生長(zhǎng)。然而Na+如何影響骨量增減的內(nèi)在機(jī)制未明，在此基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步探討了其分子機(jī)理。成骨細(xì)胞是骨形成的主要功能細(xì)胞，受很多因素和骨組織局部調(diào)節(jié)因子的影響和調(diào)節(jié)，在骨的新陳代謝中發(fā)揮著重要作用：它不僅調(diào)節(jié)新骨形成，還間接調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞的骨吸收功能，其數(shù)量和功能變化直接影響代謝性骨病的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后，因此，成骨細(xì)胞是目前大多數(shù)骨代謝機(jī)理研究及藥物治療的主要靶細(xì)胞之一。通過(guò)研究Na+對(duì)大鼠成骨細(xì)胞中成骨功能的調(diào)節(jié)作用，及其相關(guān)基因的變化,可探討Na+對(duì)骨量增減的調(diào)節(jié)，及其內(nèi)在的調(diào)節(jié)機(jī)制。
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