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第一部分去铁胺在铁过载相关骨形成抑制中的治疗作用目的近年来,铁过载被认为是骨质疏松症的独立危险因素。铁过载可以促进破骨细胞分化和骨的再吸收。本文研究了铁过载对斑马鱼成骨细胞分化和骨形成的影响,并进一步探讨去铁胺(DFO)对铁过载斑马鱼骨形成的治疗作用,为铁过载相关骨质疏松症的治疗提供理论依据。方法以受精后第2天(2dpf)斑马鱼幼鱼为模型,用不同浓度的枸橼酸铁胺FAC(10、25、50、100μg/mL)干预斑马鱼,于6dpf进行茜素红染色并统计骨矿化面积;在上述100μg/mLFAC干预6dpf基础上,再移除FAC,用不同浓度的DFO(1、10、100μM)处理至10dpf。进行茜素红染色,对斑马鱼进行椎体个数统计,并用实时定量PCR方法检测了各组之间成骨细胞特异性基因(runx2a、runx2b、bglap、spp1、alpl和col1a1a)的表达差异;用ICP/MS分析了各组间的铁元素含量;用DCFH-DA检测了各组间斑马鱼体内的活性氧(ROS)水平。结果(1)、用不同浓度FAC处理斑马鱼后,斑马鱼骨矿化面积成剂量依赖性降低,与对照组相比,100μg/mL浓度组差异具有统计学意义(p<0.05);成骨细胞特异性基因表达下调;与对照组相比,100μg/mL FAC处理时斑马鱼体内铁含量增加3.2倍(p<0.05);ROS水平增加4.2倍(p<0.05)。(2)、DFO可增加高铁干预后斑马鱼的椎体个数,且呈剂量依赖性效应。成骨细胞特异性基因表达较高铁干预组有明显提高。与高铁干预相比,用10和100μM DFO处理使斑马鱼体内铁含量降低23.3%和58.9%(p<0.05);ROS水平同样降低了37.5%和50.9%(p<0.05)。结论铁过载通过增加斑马鱼体内氧化应激水平抑制斑马鱼骨形成,去铁胺(DFO)通过螯合铁过载斑马鱼体内过多的铁离子,降低铁过载引起的氧化损伤,从而缓解铁过载所致的骨形成抑制作用。第二部分铁调素在铁过载所致的斑马鱼骨形成抑制中的保护作用目的通过前期研究,我们已经证实铁过载可以抑制斑马鱼骨形成,为观察铁调素在铁过载抑制斑马鱼骨形成中的预防作用,我们构建了含有斑马鱼铁调素的表达载体。以期为进一步研究“铁调素预防围绝经期和绝经后骨质疏松症”提供实验依据。方法以斑马鱼受精卵为模型,用不同浓度的枸橼酸铁胺FAC(10、25、50、100μg/mL)干预,第4天进行茜素红染色并统计骨矿化面积,选择FAC最适干预浓度;挑选发育至1-2细胞期的斑马鱼受精卵,显微注射入不同浓度的带Flag标签的铁调素mRNA(0、50、250、500ng/μL),用Western Blot检测斑马鱼体内Hepcidin-Flag融合蛋白的表达情况。将注射了不同浓度铁调素mRNA的受精卵置于含100μg/mLFAC的培养液中,干预至第4天进行茜素红染色,用实时定量PCR方法检测骨钙素(bglap)及runx2a、runx2b基因的表达变化情况;用ICP/MS分析了各组间的铁元素含量;用DCFH-DA检测了各组间斑马鱼体内的活性氧(ROS)水平。结果(1)、成功构建了斑马鱼铁调素表达载体,在斑马鱼受精卵内显微注射体外转录的hepcidin-flag mRNA,能被有效翻译成铁调素蛋白。(2)、当铁调素浓度为250ng/μL及500ng/μL时,能显著预防铁过载所导致的斑马鱼骨形成抑制作用(p<0.05),减缓FAC干预引起的斑马鱼成骨细胞bglap及runx2a、runx2b的表达下调(p<0.05);与FAC组相比,显微注射500ng/μL铁调素能显著降低斑马鱼体内的铁水平达30.5%;铁调素浓度为250ng/μL及500ng/μL时,ROS水平比FAC组减少了分别为36.0%和42.4%(p <0.05)。结论适量过表达铁调素能通过抑制斑马鱼吸收过多的铁离子,降低铁过载引起的氧化损伤,从而预防铁过载所致的骨形成抑制作用。