铁蓄积对老年雌性小鼠骨代谢影响的实验研究

摘要

目的：通过敲除铁调素基因（Hepcidin 1,Hepc1）构建老年雌性小鼠内源性铁蓄积模型，探究慢性铁蓄积对老年雌性小鼠骨代谢的作用及相应机制。方法：将Hepc1杂合子小鼠交配繁殖后，根据子代基因鉴定结果将小鼠分为2组：野生型（Wlid type,WT）小鼠组、Hepc1基因敲除型（Knockout,KO）小鼠组，每组6只。小鼠18月龄时为实验研究终点，采用原子吸收光谱法和Perl's染色法检测铁蓄积状况。通过ELISA法检测血清雌二醇、铁调素、铁蛋白、骨转换标志物浓度，Micro-CT观察骨微结构，q-PCR测定成骨和破骨相关基因的表达，化学比色法检测氧化应激水平。结果：2组小鼠的体重和雌激素水平差异无统计学意义（P>0.05）,KO组血清铁调素浓度显著低于WT组（P<0.001）。与WT组相比，KO组血清铁蛋白浓度、肝脏和骨铁含量显著升高（P<0.001）。Perl's染色显示KO组肝脏有典型的铁沉积表现。Micro-CT结果显示，与WT组相比，KO组松质骨的骨密度、骨小梁体积分数、骨小梁数量、骨小梁厚度、连接密度显著降低（P<0.05），骨小梁分离度和结构模型指数显著升高（P<0.05），皮质骨面积显著减小（P<0.05）。与WT组相比，KO组破骨相关基因CTSK、MMP9、OPG、TRAP、RANKL表达以及Ⅰ型胶原羧基末端肽（C-terminal telopeptide of typeⅠcollagen,CTX）水平上升（P<0.05），成骨相关基因ALP、COL-1、OCN、RUNX2、SP7表达以及骨钙素（Osteocalcin,OCN）水平下降（P<0.05）。与WT组相比，KO组抗氧化指标超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）水平下降和氧化指标丙二醛（Malondialdehyde,MDA）水平上升（P<0.001）。结论：小鼠Hepc1基因敲除后表现为慢性铁蓄积，铁蓄积通过抑制成骨、促进破骨活动加剧骨量丢失，其机制可能与活性氧水平升高有关。

关键词

铁调素 / 铁蓄积 / 骨转换 / 氧化应激

基金资助

国家自然科学基金地区项目(82260649); 江西省自然科学基金资助项目(20232BAB216028)