论文部分内容阅读
目的：高脂膳食导致机体肥胖及系统氧化应激，会诱发骨代谢失衡、骨量降低和骨强度下降。有研究表明，γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）可在外周组织发挥调节血压、抑制炎症及减轻氧化应激等生理功能，其抗氧化性可能与GABA-B型受体（GABAbR）参与抑制GSK3β活性相关。然而，GABA信号机制与GABA抗氧化性及骨性能之间的关系还尚未有研究。本文旨在研究高脂膳食下氧化应激、GABA信号系统与骨性能之间的关系，并通过给高脂膳食小鼠饮水补充GABA验证GABA信号系统参与调节Nrf2抗氧化系统及骨性能。方法：6周龄C57/BL6雄性小鼠随机分成五组：正常膳食组（control）、高脂膳食组（HFD）及高脂膳食小鼠分别饮水补充0.06%、0.12%、0.20%GABA组；每周称取小鼠体重，将HFD组小鼠体重从低到高进行排序，分为高脂低体重组（HFL，下1/4小鼠）、高脂中体重组（HFM，中间1/2）、高脂高体重组（HFH，上1/4）。实验19周，收集各组小鼠尿液测定尿羟脯氨酸及钙含量。实验20周处死各组小鼠，取股骨、胫骨、十二指肠，测定氧化还原状态和骨性能；并采用RT-PCR方法检测股骨GABA信号基因GAD、GABAbR，GSK3β/Nrf2，以及成骨细胞（OB）和破骨细胞（OC）分化标志基因mRNA表达量。结果：与control组相比，HFD组股骨MDA含量显著上升、GSK3β显著上调、GABA信号分子GAD65显著下调和GABAbR1显著上调（P＜0.05），同时尿钙和羟脯氨酸含量显著升高（P＜0.05）、股骨和胫骨相关性能参数降低；其中HFL和HFM组OB分化相关基因Col1a1、BGLAP2、BMP-2显著下调、OC分化相关基因RANKL/OPG、CTSK、TRAP显著上调（P＜0.05），Nrf2表达显著下调（P＜0.05），而HFH组Nrf2、OB和OC分化相关基因表达均显著上调（P＜0.05），可能处于代偿期。给予高脂膳食小鼠0.06%-0.20%GABA干预后，相较于HFD组，显著降低股骨MDA含量，恢复GABAbR1表达并显著下调GSK3β、上调Nrf2表达（P＜0.05）；伴随着对氧化损伤和GABA信号干预，OB和OC分化标志基因不同程度恢复、尿钙和羟脯氨酸含量降低至正常水平、股骨及胫骨性能不同程度提高；其中，0.12%剂量改善骨性能的作用优于0.06%和0.20%。相关性分析表明GAD65、GABAbR1和GSK3β、Nrf2、MDA存在相关性，且GAD65、GABAbR和MDA均与股骨性能具有相关性。此外，HFD组十二指肠氧化应激，CaT1和Cal-D9k表达失常；补充GABA组十二指肠氧化应激减轻，CaT1和Cal-D9kmRNA恢复正常表达水平。结论：HFD组股骨氧化损伤、GSK3β上调，GABA信号分子GAD65下调和GABAbR上调，可能是引起骨代谢失衡及骨性能下降的重要原因；其中HFL和HFM组OB分化受抑制、OC分化增强，HFH组表现为OC分化更强的高速率骨转换期。外源GABA可显著降低股骨MDA含量、降低GSK3β和提高Nrf2表达、部分提高GAD65和恢复GABAbR1表达，从分子水平干预骨细胞分化，平衡骨代谢、改善骨性能。由此说明，高脂膳食下氧化应激，可能引起骨组织GABA信号及Nrf2抗氧化系统相关基因表达紊乱，进一步加剧氧化损伤，共同介导骨代谢失衡及骨性能下降的发生发展。