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目的:研究高糖对大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)骨保护素(Osteoprotegerin,OPG)及核因子-κB受体活化因子配体(Receptoractivator of NF-κB ligand,RANKL)表达的影响。 方法:1、动物实验:清洁级SD大鼠20只,随机分为对照组及实验组(糖模型组),每组各10只。经合理喂养1周。满足饮食正常、体重(200-250g)及血糖(3-5mmol/l)条件的大鼠用于制造Ⅰ型糖尿病模型。对照组经腹腔注射生理盐水(55mg/kg);实验组经腹腔注射链尿佐菌素溶液(55mg/kg)。注射药物1周后大鼠空腹血糖浓度>16.7mmol/l,且出现多饮、多食、多尿、消瘦症状者为Ⅰ型糖尿病模型。颈椎脱位法处死大鼠,获取大鼠胸主动脉中膜组织(主要由平滑肌细胞组成),经梯度酒精脱水、二甲苯溶液透明、石蜡渗透包埋制成蜡块,切片机切割获取病理切片,应用免疫组化法鉴定对照组及实验组大鼠主动脉中膜组织OPG及RANKL的表达情况。2、细胞实验:(1)渗透压排除试验:分别应用低糖(5.5mmol/l)、甘露醇(25mmol/l)、高糖(25mmol/l)三种不同的细胞培养基培养大鼠胸大动脉平滑肌细胞(A7R5),应用免疫共沉淀法(Western Blot)检测OPG、RANKL蛋白的表达,应用实时荧光定量PCR法(qRT-PCR)检测OPG mRNA及RANKL mRNA的表达。(2)时间梯度试验:固定培养基(糖浓度:25mmol/l)培养A7R5细胞,分0h、4h、8h、12h、24h、48h六个时间点采集细胞并提取蛋白及RNA,应用Western Blot及qRT-PCR法分别检测OPG、RANKL蛋白及mRNA表达情况。(3)浓度梯度试验:分别应用含5.5mmol/l、12.5mmol/l、25mmol/l、50mmol/l四种不同糖浓度的培养基培育A7R5细胞,培育满48小时后收集细胞,提取蛋白及RNA,应用应用Western Blot及qRT-PCR法分别检测OPG、RANKL蛋白及mRNA表达情况。 结果:(1)动物实验:A:动物模型结果:对照组大鼠体重随喂养时间延长逐渐增加,且未完全出现或不出现多饮、多食、多尿症状,空腹血糖水平<16.7mmol/l;实验组大鼠在适应性喂养1周后体重有增加,但在注射STZ后1周开始逐渐出现了两种变化:a:4只大鼠体重不减轻,但增长幅度较正常大鼠减弱,未出现明确的多饮、多食及多尿症状,空腹血糖水平范围(5-16.7mmol/l)或(3-5mmol/l)。b:6只大鼠体重在注射STZ后逐渐减轻,且相继出现多饮、多食及多尿症状,空腹血糖>16.7mmol/l。B:免疫组化结果:Ⅰ型糖尿病模型大鼠胸主动脉中膜组织OPG表达较正常大鼠增多,病理切片显示免疫复合沉淀荧光密度较正常大鼠增强。而RANKL表达较正常大鼠下降,病理切片显示免疫复合沉淀荧光密度较正常大鼠减低。(2)细胞实验:A:渗透压试验:高糖组A7R5细胞OPG蛋白及mRNA的表达较低糖组升高(P<0.05),而RANKL蛋白及mRNA的表达较低糖组下降(P<0.05);甘露醇组A7R5细胞OPG蛋白及mRNA的表达较低糖组无明显改变,对比无统计学差异(P>0.05),RANKL蛋白及mRNA的表达较低糖组无明显改变,统计无显著差异(P>0.05)。B:时间梯度试验:在一定糖浓度(25mmol/l)刺激下,胸主动脉平滑肌细胞OPG蛋白及mRNA的表达均随着培育时间的延长逐渐升高,且各时间点的蛋白和mRNA表达水平两两对比统计皆具有显著差异(P<0.05);而RANKL蛋白及mRNA表达随时间延长逐渐降低,各时间点蛋白及mRNA表达水平两两对比统计皆具有显著差异(P<0.05)。C:浓度梯度试验:在一定的作用时间内(48h),随着培养基含糖浓度的不断增加,OPG蛋白及mRNA的表达呈上升趋势,且5.5mmol/l、12.5mmol/l及25mmol/l三组两两对比皆存在显著差异(P<0.05),但25mmol/l与50mmol/l组对比上述蛋白及mRNA表达无显著差异(P>0.05)。RANKL蛋白及mRNA表达水平随着糖浓度的增加呈现下降趋势,且5.5mmol/l、12.5mmol/l及25mmol/l三组两两对比皆存在显著差异(P<0.05),但25mmol/l与50mmol/l组对比上述蛋白及mRNA表达无显著差异(P>0.05)。 结论:高糖能够促进大鼠血管平滑肌细胞OPG蛋白及mRNA的表达,并能够抑制其RANKL蛋白及mRNA的表达。