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目的: 利用II型胶原诱导性关节炎(CIA)建立RA大鼠模型,从Wnt通路和IL-17探讨低、中、高剂量泼尼松对骨代谢的作用及作用机制。 方法: 8周龄雌性SD大鼠50只全部用于Ⅱ型胶原关节炎的诱发,自初次免疫3周后筛选出成功发生关节炎(关节炎指数≥4)的大鼠32只,随机分为模型对照(CIA)组、泼尼松低剂量[CIA+PDN(L)]组、泼尼松中剂量[CIA+PDN(M)]组、泼尼松高剂量[CIA+PDN(H)]组。另外,筛选出未发生关节炎(关节炎指数=0)的大鼠8只,为空白对照(CON)组。CIA和CON组给予溶剂对照,泼尼松低、中、高剂量组分别给予泼尼松0.9mg/kg/d、2.7mg/kg/d和8.1mg/kg/d。灌胃给药,连续给药120d。实验结束时,心脏取血,分离血清,酶联免疫吸附法测定硬化蛋白(sclerostin)、Dickkopf-1(DKK-1)、骨保护素(OPG)、可溶性核因子-κB受体活化因子配体(sRANKL)、白细胞介素-17(IL-17)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和骨钙素(OCN)等指标的浓度;取右踝关节进行组织病理学评分检查;取大鼠右侧胫骨进行骨组织形态计量学检测;取左股骨进行骨密度、骨生物力学和Micro-CT检测;取第4腰椎进行micro-CT的检测;右股骨进行免疫组织化学染色检测硬化蛋白(sclerostin)、DKK-1、β-catenin、IL-17蛋白的表达 结果: 1. CIA组大鼠体重比CON组略低,但无统计学差异(P>0.05);泼尼松高剂量组第16w体重低于CIA组(P<0.05),其余时间点及其它组的体重与CIA组无差异(P>0.05)。 2.与CON组相比,CIA组大鼠踝关节病理学评分明显升高(P<0.01);与CIA组相比,泼尼松3个剂量组病理学评分均降低(P<0.05&P<0.01)。泼尼松高剂量组病理学评分低于低剂量组(P<0.05)。 3.与CON组相比,CIA组大鼠股骨各段的BMD均明显降低(P<0.01)。与CIA组相比,泼尼松3个剂量组骨密度均无明显变化(P>0.05)。 4.与CON组相比,CIA组大鼠股骨生物力学参数(弹性载荷、最大载荷、断裂载荷、刚度)均明显降低(P<0.05&P<0.01)。与CIA组相比,泼尼松3个剂量组骨生物力学参数均无明显变化(P>0.05)。 5.股骨Micro-CT扫描的结果显示,与CON组相比,CIA组大鼠股骨的骨小梁数量(Tb.N)、骨小梁厚度(Tb.Th)和骨体积分数(BV/TV)均明显减少(P<0.01),而结构指数模型(SMI)明显增加(P<0.01)。与CIA组相比,泼尼松3个剂量组Tb.Th增加(P<0.05),但其他参数均无统计学意义(P>0.05)。 腰椎Micro-CT扫描的结果显示,与CON组相比,CIA组腰椎Tb.N、Tb.Th、BV/TV均明显减少(P<0.01),而Tb.Sp、SMI均明显增加(P<0.01);与CIA组相比,泼尼松3个剂量组Tb.N、BV/TV均增加(P<0.05&P<0.01),而Tb.Sp明显降低(P<0.01)。 6.胫骨上段松质骨组织计量学的结果显示,与CON组比较,CIA组大鼠骨小梁面积百分数(%Tb.Ar)、骨小梁数目(Tb.N)均明显降低(P<0.01)。与CIA组相比,泼尼松3个剂量组胫骨上段松质骨计量学参数均无明显变化(P>0.05)。 胫骨中段皮质骨组织计量学的结果显示,与CON组比较,CIA组大鼠皮质骨面积(Ct.Ar)、皮质骨面积百分数(%Ct.Ar)均降低(P<0.05&P<0.01),而骨髓腔面积百分数(%Ma.Ar)增加(P<0.01)。与CIA组比较,泼尼松3个剂量组皮质骨计量学参数均无明显变化(P>0.05)。 7.血清生化指标结果显示,与CON组相比,CIA组大鼠血清白介素-6(IL-6)、Ⅰ型胶原羧基末端肽(CTX-I)增加(P<0.05),但其余指标均无明显改变(P>0.05)。与CIA组比较,泼尼松高剂量组CTX-I减少(P<0.05),而sRANKL增加(P<0.05)。 8.免疫组织化学染色结果显示,与CON组相比,CIA组大鼠股骨组织IL-17、DKK-1、sclerostin的表达均明显增加(P<0.01),而β-catenin的表达明显减少(P<0.01)。与CIA组相比,泼尼松低剂量组DKK-1、sclerostin的表达均减少(P<0.05),而β-catenin的表达明显增加(P<0.05);泼尼松中、高剂量组IL-17、DKK-1、sclerostin的表达减少(P<0.05),但β-catenin的表达无明显变化(P>0.05)。 结论: 1. CIA大鼠并发全身性骨质疏松,表现为松质骨和皮质骨的骨量明显减少、踝关节、骨二维和三维结构严重破坏、骨密度和骨生物力学性能降低。其发生机制可能与Wnt信号通路及IL-17有关。 2.小剂量泼尼松减轻CIA大鼠踝关节和腰椎骨微结构破坏程度,但对股骨、胫骨、骨密度和骨生物力学性能均无明显影响。其作用机制可能与调控Wnt信号通路有关。 3.中、高剂量泼尼松明显减轻CIA大鼠踝关节和腰椎骨微结构破坏程度,但对股骨、胫骨、骨密度和骨生物力学性能均无明显影响。其作用机制可能与调控Wnt信号通路及抑制IL-17有关。