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目的研究矽肺大鼠伴发骨密度(Bone mineral density,BMD)下降的机制。方法SPF级Wistar大鼠12只,采用HPOE-ED8050动式染尘控制系统构建矽肺大鼠模型。实验分组为:(1)对照24 w组(n=6):吸入纯净气,3 h/d,持续24 w;(2)染尘24 w组(n=6):吸入40μg/m3 SiO2粉尘,3 h/d,持续24 w。HE染色观察肺、骨(股骨、胫骨)的病理形态,VG染色观察胶原沉积情况。Micro-CT检测骨微结构和骨密度。ELISA法检测血磷、血钙、25-羟维生素D3(25-(OH)-D3)、甲状旁腺素(parathyroid hormone,PTH)的含量。Masson、天狼星红染色观察骨组织胶原;免疫组化检测骨组织波形蛋白(Vimentin)、转化生长因子受体(transforming growth factor,TGF-β)1、成骨相关转录因子(Osterix)、α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、CD34、CD68的表达。结果1 HE染色结果显示,对照24 w组肺泡壁结构清晰完整,肺泡壁薄,无明显炎细胞渗出;染尘24 w组可见肺泡壁增宽,多量炎细胞浸润,出现典型的矽结节和间质纤维化,矽结节面积为10.74%±4.59%,显著高于对照组的0.00%±0.00%(P<0.05)。2 HE染色结果显示,与对照24 w组相比,染尘24 w组胫骨、股骨出现骨髓纤维化及多量破骨细胞活化。Micro-CT结果显示,染尘24 w组大鼠股骨、胫骨BMD值分别为0.25±0.11 g/mm3、0.40±0.11 g/mm3,均显著低于对照24w组的0.51±0.04 g/mm3、0.65±0.11 g/mm3,经t检验,差异均具有统计学意义(P<0.05)。其他骨测量参数显示,与对照24 w组相比,染尘24 w组大鼠股骨骨体积分数降低、骨小梁分离度增高、骨小梁数量减少,胫骨骨体积分数降低、骨小梁数量减少、结构模型指数升高(P<0.05)。3 ELISA结果显示,染尘24 w组大鼠血清中血钙及25-(OH)-D3含量分别为1.33±0.12 mmol/L和203.42±29.29μg/L,较对照24 w组的1.57±0.19 mmol/L和246.46±11.04μg/L明显下降(P<0.05)。4免疫组织化学染色结果可见,Vimentin、TGF-β1可在破骨细胞内阳性表达,二者阳性细胞数在染尘24 w组中(15.92±8.81、16.50±4.63)显著高于对照24 w组(2.75±0.81、5.29±1.02);成骨细胞前体细胞标记物Osterix在染尘24w组大鼠中阳性细胞数(123.29±35.57)显著低于对照24 w组(232.08±45.44),经t检验,差异均具有统计学意义(P<0.05)。5)Masson、VG染色结果显示,染尘24 w组骨髓纤维化区域胶原沉积较为明显,偏振光显微镜结果显示骨髓纤维化区域有游离的SiO2存在;免疫组织化学染色结果显示,对照24 w组α-SMA阳性表达主要位于血管平滑肌,CD34主要表达于血管内皮细胞,Vimentin可表达于软骨细胞、间质细胞,CD68阴性;而在染尘24 w组骨髓纤维化区域α-SMA(-)、CD34(+)、Vimentin(+)、CD68(-),而在肺组织矽结节中α-SMA(+)、CD34(-)、Vimentin(+)、CD68(+),提示骨髓纤维化非胸外矽结节的形成。结论矽肺大鼠可伴发BMD下降,可能与吸入性SiO2介导的破骨细胞活化有关。图7幅;表4个;参36篇。