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目的:糖尿病性骨质疏松症（DM-OS）的患病率随着年龄的增加、代谢的紊乱等因素呈现出逐年增加的态势。近年来发现,衰老与骨质疏松症的发病具有因果关系。随着年龄的增长,骨微环境中衰老的细胞比例逐渐增加,导致骨的合成代谢障碍,减少骨生成。衰老被认为是糖尿病导致骨质疏松的病因之一。褪黑素是哺乳动物松果体内分泌的一种产物,近年来发现褪黑素具有很强的抑制衰老作用与促进骨合成作用,然而褪黑素能否缓解1型糖尿病（DM1）诱导的骨衰老及骨丢失尚无报道。因此,本研究探讨褪黑素能否抑制DM1诱导的骨衰老与骨丢失。研究方法:体内实验,我们采用STZ腹腔一次性注射（180mg/kg）诱导C57BL/6小鼠建立DM1模型。实验动物分组:正常对照组10只,DM1组10只,单纯褪黑素喂养组10只,DM1加褪黑素喂养组10只。在褪黑素灌喂2月后采用吸入式乙醚麻醉,颈椎脱位法结束实验。小鼠股骨充分剥离后进行micro-CT检测,同时另一侧股骨用Invent试剂盒提取股骨中的蛋白质,进行western blot检测。体外实验,我们利用糖浓度梯度培养细胞。糖浓度为:5mm,10mm,15mm,20mm,25mm。最终选定25mm/L高糖培养基（HG）培养MC3T3-E1细胞,建立体外高糖细胞模型。用不同浓度褪黑素培养细胞:0,1nm,10nm,100nm,1um,10um,100um。最终选定1um浓度褪黑素用于体外实验。利用western blot,rt-q PCR,CCK-8,SA-β-Gal染色,ROS检测,γ-H2AX荧光染色,细胞周期检测,micro-CT检测等技术在体内和体外同时验证DM1能否导致骨衰老及骨质疏松,褪黑素能否抑制DM1诱导的骨衰老,缓解骨质疏松,并探究其发挥作用的机制。结果:1.高糖环境诱导前成骨细胞MC3T3-E1衰老。高糖环境增加了γ-H2AX、p21、p16、p15、p53和ATM蛋白质表达,促进了p16（p=0.0011）,p21（p=0.0015）,IL-1β（p=0.0036）和TNF-α（p=0.0023）的m RNA表达。SA-β-Gal染色结果显示高糖显著增加了细胞衰老,呈糖浓度依赖趋势。ROS检测发现高糖显著增加了细胞内ROS水平,呈糖浓度依赖趋势。γ-H2AX荧光染色发现高糖显著增加了细胞内DNA损伤水平,呈糖浓度依赖趋势。2.褪黑素缓解高糖环境诱导的前成骨细胞MC3T3-E1衰老。褪黑素显著降低了HG诱导的γ-H2AX、p21、p16、p15、p53和ATM的高表达,并且缓解了HG诱导的p16（p=0.0004）,p21（p=0.0018）,IL-1β（p=0.0284）和TNF-α（p=0.0180）的m RNA高表达。褪黑素显著缓解了HG诱导的ROS产生、DNA损伤及细胞衰老。3.褪黑素通过MT1/MT2途径促进MC3T3-E1细胞增殖,缓解高糖诱导的细胞周期停滞。细胞周期实验结果发现,HG诱导细胞G1期阻滞（p=0.0010）,减少S期细胞所占比例（p=0.0079）。褪黑素能够缓解HG诱导的G1期阻滞（p=0.0116）,且提高S期所占比例（p<0.0001）。褪黑素促进CDK2（p=0.0196）,CDK4（p=0.0266）,Cyclin D1（p=0.0023）的m RNA及蛋白质表达。敲减褪黑素受体MT1或MT2后上述作用消失,其中Cyclin D1表现最明显。以上结果表明,褪黑素促进细胞周期进展的作用依赖于MT1及MT2受体。4.褪黑素通过受体MT1/MT2途径促进PRC复合体的表达。褪黑素能够显著提高PRC复合体的m RNA Bmi1（p=0.0008）,RNF2（p<0.0001）,EZH2（p=0.0039）,SUZ12（p=0.0203）表达水平及蛋白质表达水平,且具有浓度依赖趋势。敲减褪黑素受体MT1或MT2后,上述作用减弱。表明褪黑素通过MT1/MT2途径促进PRC复合体的表达。5.褪黑素通过受体MT1、MT2途径抑制高糖环境诱导的MC3T3-E1细胞衰老。转染敲减褪黑素受体MT1或MT2后,褪黑素缓解HG诱导的ROS产生、DNA损伤及细胞衰老的作用明显减弱,表明褪黑素通过MT1或MT2受体缓解HG诱导的活性氧（ROS）产生、DNA损伤和细胞衰老。6.褪黑素以剂量依赖的方式增加Sirt1的蛋白水平,而MT1/MT2的敲减则消除了这种作用。另外,通过si RNA敲减Sirt1降低了褪黑素的抗ROS,抗DNA损伤及抗衰老作用。7.褪黑素处理的DM1小鼠股骨中p16、p21、p15和p53蛋白水平显著降低。褪黑素处理的DM1小鼠股骨中Cyclin D1、Runx2、Bmi1、Rnf2、Bcl2、Sirt1的蛋白水平显著升高。Micro-CT结果显示,褪黑素显著缓解DM1诱导的小梁骨丢失,其中BV/TV（p<0.0001）,TB.N（p=0.0005）,Tb.Sp（p=0.0023）均有统计学意义,TB.Th（p=0.2477）无统计学意义。结论:褪黑素通过MT1/MT2-Sirt1途径缓解DM1诱导的骨衰老和骨丢失。褪黑素可能通过MT1/MT2-PRC途径缓解骨衰老和骨丢失。褪黑素可能通过MT1/MT2-CDKs途径缓解骨衰老和骨丢失。